Bè nổi sử dụng ánh sáng mặt trời biến nước biển thành nước ngọt

Một mùa hè nắng nóng và hạn hán khắc nghiệt trên khắp thế giới là một lời nhắc nhở rằng khan hiếm nước là một vấn đề cấp bách và sẽ trở nên tồi tệ hơn khi biến đổi khí hậu. Trong tình huống này, khử muối từ nước biển để đáp ứng nhu cầu nước ngọt là việc cần thiết.

Ở một số quốc gia, các nhà máy khử muối đã tìm ra một giải pháp, đó là loại bỏ muối khỏi nước biển để đáp ứng nhu cầu nước ngọt của cộng đồng ven biển.

Trung Đông là khu vực có mức độ tập trung các nhà máy cao nhất trên thế giới. Nhưng các nhà máy vẫn chủ yếu chạy bằng nhiên liệu hóa thạch, tiêu tốn nhiều năng lượng và quá trình này tạo ra một loại nước thải cực kỳ mặn được gọi là nước muối, gây hại cho các hệ sinh thái và động vật biển, khi chúng được bơm trở lại đại dương.

Manhat, một công ty khởi nghiệp có trụ sở tại Abu Dhabi, được thành lập vào năm 2019, đang phát triển một thiết bị nổi có thể chưng cất nước mà không cần điện hoặc nước mặn. Công ty nghiên cứu công nghệ sử dụng ánh sáng mặt trời để lọc nước.

Mặc dù công nghệ này vẫn còn lâu mới sản xuất ra lượng nước ngọt lớn như các nhà máy khử muối tạo ra, nhưng nó có thể chứng tỏ giá trị đối với các cộng đồng không có lưới điện hoặc cộng đồng ven biển.

Manhat sử dụng cấu trúc nhà kính nổi trên bề mặt đại dương và hoạt động theo nguyên lý như sau: Ánh sáng mặt trời sẽ làm bốc hơi nước bên dưới cấu trúc, từ đó tách nước và các tinh thể muối vốn vẫn đang ở dưới biển. Khi nhiệt độ tăng lên, nước nguội đi sẽ ngưng tụ thành nước ngọt và đọng lại ở bên trong thiết bị.

Người sáng lập công ty, tiến sĩ Saeed Alhassan Alkhazarazi, Phó giáo sư tại Đại học Khalifa cho biết quy trình này rất gần với tự nhiên.

“Nó thực sự rất giống với chu trình nước tự nhiên”. Ông nói rằng quá trình bốc hơi bằng năng lượng mặt trời từ lâu đã được sử dụng cho mục đích này, nhưng nó thường liên quan đến việc đổ nước vào một cái chậu, một khi nước bốc hơi thì muối sẽ bị bỏ lại.

Thiết bị của công ty Manhat như một tấm bè nổi trên biển, hút nước trực tiếp từ đại dương nhưng không tích tụ muối bên trong thiết bị, trong khi góc nghiêng của các xi lanh cũng ngăn các giọt nước bốc hơi trôi trở lại biển.

Với sự sáng tạo này, đầu năm nay, công nghệ được cấp bằng sáng chế của Manhat đã giành được giải thưởng “Sáng tạo của châu Âu” dành cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ với các giải pháp đột phá trong lĩnh vực nước. Dự án được đánh giá cao về khả năng sản xuất nước ngọt mà không có khí thải carbon và không thải muối.

Hiện công ty khởi nghiệp này có kế hoạch khai thác các thiết bị để cung cấp nước ngọt cho cây trồng. Alhasan nói rằng thiết bị này sẽ có lợi cho các khu vực ven biển khô cằn, nơi có đất canh tác. Nó sẽ khử muối để cung cấp nước ngọt tưới cho cây trồng mà không cần vận chuyển nước.

Với những vùng chỉ toàn biển như Maldives, công nghệ này sẽ rất có ích vì có ít đất đai cho việc đặt nhà máy khử muối. Trong khi đó, Trung Đông và Bắc Phi là nơi chỉ có 1% nguồn nước ngọt của thế giới và họ đang rút nước từ các mạch ngầm nhiều hơn lượng có thể bổ sung một cách tự nhiên.

Geoff Townsend, người làm trong lĩnh vực đổi mới việc giảm thiểu nước cho Công ty xử lý nước và vệ sinh Ecolab, tin rằng mặc dù những đổi mới trong việc sử dụng năng lượng mặt trời không thể thay thế việc khử muối truyền thống, nhưng chúng có thể “bổ sung cho công nghệ hiện có” và giúp làm giảm lượng khí thải carbon tổng thể của quá trình khử muối. 

Một thách thức lớn hơn đối với loại công nghệ này là quy mô. Townsend nhận định rằng "nhược điểm của thiết bị này là hiệu suất bên trong chúng thấp và chiếm nhiều không gian nhưng chỉ sản xuất một lượng nhỏ nước".

Việc thử nghiệm ý tưởng "trang trại nổi" sẽ bắt đầu vào năm tới. Bằng cách kết hợp nhiều thiết bị module vào một công trình lưới điện duy nhất, Manhat tin rằng công nghệ hiện tại của họ có thể cung cấp đủ muối để trồng các loại cây ít nước như nấm và khi các thiết bị cải tiến, chúng có thể được sử dụng cho rau diếp hoặc các loại cây trồng khác như cà chua.

Bất chấp những thách thức, người sáng lập Mathan Alhasson tin rằng, một ngày nào đó, việc sử dụng thiết bị này sẽ góp phần quan trọng trong việc tạo ra nguồn nước ngọt.

Ông nói: “Chúng ta phải chấp nhận một thực tế rằng nước biển phải đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước ngọt. Nhưng chúng ta cần một giải pháp làm giảm lượng khí thải CO2 và loại bỏ hoàn toàn nước mặn”.