ในแอฟริกาที่ห่างไกล ไฟฟ้าเข้าถึงได้ยาก นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุ Jia Zhu จากมหาวิทยาลัยหนานจิงในประเทศจีนและเพื่อนร่วมงานต่างหวังว่าจะนำน้ำดื่มไปใช้ในสถานที่ที่ไม่ได้รับพลังงานและแห้งแล้ง โดยหันมาใช้เทคนิคการกลั่นน้ำทะเลแบบโบราณ นั่นคือการระเหยและกลั่นน้ำระบบของพวกมันทำงานภายใต้แสงแดด ซึ่งเป็นสิ่งที่ทั้งฟรีและมีอยู่มากมายในพื้นที่ที่ร้อนกว่าของโลก การใช้แสงอาทิตย์เพื่อแยกเกลือออกจากน้ำไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่ระบบที่มีอยู่ส่วนใหญ่ไม่มีประสิทธิภาพ โดยทั่วไปแล้วแสงแดดที่ส่องเข้ามาเพียงประมาณ 30 ถึง 45 เปอร์เซ็นต์จะเข้าสู่น้ำระเหย ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องใช้พื้นที่ขนาดใหญ่เพื่อสร้างน้ำจืดในปริมาณที่มาก Zhu และเพื่อนร่วมงานหวังว่าจะเพิ่มประสิทธิภาพด้วยวัสดุที่ดูดซับแสงได้มากขึ้น
การผลิตวัสดุเริ่มต้นด้วยแผ่นฐานที่ทำจากอะลูมิเนียม
ออกไซด์ที่มีจุดที่มีรูกว้าง 300 นาโนเมตร จากนั้นนักวิจัยเคลือบแผ่นนี้ด้วยอนุภาคอลูมิเนียมบาง ๆ
เมื่อแสงกระทบอนุภาคอะลูมิเนียมภายในรูใดช่องหนึ่ง พลังงานที่เพิ่มเข้ามาจะทำให้อิเล็กตรอนในอะลูมิเนียมเริ่มสั่นและกระเพื่อม อิเล็กตรอนเหล่านี้สามารถถ่ายเทพลังงานบางส่วนไปยังบริเวณโดยรอบ ทำให้ร้อนและระเหยน้ำในบริเวณใกล้เคียงโดยไม่ต้องต้ม ( SN Online: 4/8/16 )
ไม่ต้องต้ม
อนุภาคอะลูมิเนียมขนาดเล็ก (ลูกบอลสีขาว) เรียงกันตามพื้นผิวของวัสดุพิเศษที่สามารถดูดซับความยาวคลื่นได้หลากหลาย แสงที่ถูกดูดกลืนจะกระตุ้นอิเล็กตรอนในวัสดุ ซึ่งสามารถส่งผ่านพลังงานไปยังโมเลกุลของน้ำที่อยู่ใกล้เคียง ทำให้เกิดการระเหยโดยไม่ทำให้เดือด กระบวนการนี้อาจใช้ได้กับความต้องการการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลที่มีขนาดเล็กลง
L. ZHOU ET AL/NATURE PHOTONICS 2016
จนถึงขณะนี้ นักวิจัยได้ผลิตดิสก์ขนาดกว้าง 2.5 ซม. ของวัสดุใหม่ ซึ่งเบาพอที่จะลอยได้ นักวิจัยรายงานใน June Nature Photonicsว่าจานสีดำดูดซับแสงแดดที่เข้ามามากกว่า 96 เปอร์เซ็นต์ และพลังงานที่ดูดซับประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์ถูกใช้ในการระเหยน้ำ
น้ำระเหยจะควบแน่นและสะสมในกล่องใสที่ประกอบด้วยสแตนเลส ในการทดสอบในห้องปฏิบัติการ นักวิจัยประสบความสำเร็จในการแยกน้ำออกจากทะเลโป๋ไห่ของจีนให้อยู่ในระดับต่ำพอที่จะเป็นไปตามมาตรฐานน้ำดื่ม นักวิจัยคาดการณ์ว่าพวกเขาสามารถผลิตน้ำจืดได้ประมาณ 5 ลิตรต่อชั่วโมงสำหรับวัสดุทุกตารางเมตรภายใต้แสงจ้า ในการทดสอบช่วงแรกๆ ดิสก์จะคงอยู่หลังจากใช้งานหลายครั้งโดยไม่ทำให้ประสิทธิภาพลดลง
อลูมิเนียมมีราคาถูกและกระบวนการผลิตของวัสดุสามารถปรับขนาดได้ง่าย Zhu กล่าว แม้ว่าแผ่นดิสก์จะไม่สามารถผลิตน้ำดื่มได้มากเท่ากับโรงงานกลั่นน้ำทะเลขนาดใหญ่ แต่วิธีการใหม่นี้อาจตอบสนองความต้องการที่แตกต่างออกไป เนื่องจากมีราคาไม่แพงและพกพาสะดวกกว่า เขากล่าว “เรากำลังพัฒนาโซลูชันน้ำส่วนบุคคลโดยไม่มีโครงสร้างพื้นฐานขนาดใหญ่ ไม่มีการสิ้นเปลืองพลังงานเพิ่มเติม และคาร์บอนฟุตพริ้นท์ขั้นต่ำ” นักวิจัยหวังว่าเทคนิคการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลแบบใหม่นี้จะใช้ประโยชน์ได้ในประเทศกำลังพัฒนาและพื้นที่ห่างไกลที่โรงงานแยกเกลือออกจากเกลือแบบเดิมไม่สามารถทำได้
Haddad จาก UC Santa Cruz กล่าวว่าดิสก์เหล่านี้น่าติดตาม “ฉันบอกว่ามาลองดูกัน มาร่วมงานกับบางหมู่บ้านและดูว่าเทคโนโลยีทำงานได้ดีเพียงใดและรับข้อเสนอแนะจากพวกเขา นั่นสำหรับฉันเป็นขั้นตอนต่อไปที่ดีที่ต้องทำ”
การแยกเกลือออกจากน้ำโดยการระเหยมีข้อเสีย Voutchkov กล่าว ต่างจากวิธีการส่วนใหญ่ในการกำจัดเกลือ การระเหยทำให้เกิดน้ำกลั่นบริสุทธิ์โดยไม่มีแร่ธาตุที่ละลายในน้ำ เช่น แคลเซียมและแมกนีเซียม การดื่มน้ำที่ไม่มีแร่ธาตุเหล่านั้นอาจทำให้เกิดปัญหาสุขภาพเมื่อเวลาผ่านไป เขาเตือน “ใช้ได้สองสามสัปดาห์ แต่คุณไม่สามารถดื่มได้ตลอดไป” แร่ธาตุจะต้องถูกเติมกลับลงไปในน้ำ ซึ่งทำได้ยากในที่ห่างไกล เขากล่าว
น้ำจืดไม่ได้มีไว้สำหรับเติมขวดน้ำเท่านั้น ด้วยปริมาณน้ำที่ปราศจากเกลือที่มีอยู่อย่างไม่รู้จบ การแยกเกลือออกจากเกลือสามารถนำการเกษตรไปสู่ที่ใหม่ได้
credit : sweetdivascakes.com sweetlifewithmary.com sweetretreatbeat.com sweetwaterburke.com tenaciouslysweet.com thegreenbayweb.com thetrailgunner.com titanschronicle.com tjameg.com travel-irie-jamaica.com
