hu gom nước ngọt bằng hệ thống thu hơi
Lấy cảm hứng từ cách các giọt sương hình thành trên mạng nhện, các kỹ sư và nhà toán học tại Trường Đại học California ở Los Angeles (UCLA) đã thiết kế một hệ thống thu hơi nước độc đáo và hiệu quả được dùng để sản xuất nước sạch, nước ngọt hoặc tái chế nước thải công nghiệp thông thường sẽ bị thải loại.
.jpg)
Hệ thống mới là một mảng dày đặc các sợi bông song song được căng theo chiều dọc với một dòng các giọt nước chảy đều đặn chảy xuống. Hơi nước được đẩy lên bởi một cái quạt, được thu gom bằng "mạng lưới" các giọt nước và ngưng tụ. Sau đó, nước được chuyển vào một thùng chứa.
Theo kết quả nghiên cứu, so với các công nghệ thu hơi nước hiện nay, sử dụng phương pháp mới làm tăng 200% hiệu suất. Nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Science Advances, bao gồm một mô hình lý thuyết về hệ thống và kết quả thử nghiệm từ một nguyên mẫu.
Ngoài thu gom nước từ khí quyển, phương pháp này có thể được sử dụng để sản xuất nước sạch từ hiện tượng bốc hơi nước thải có độ mặn cao, như nước thải từ hoạt động sản xuất dầu khí hoặc từ dòng chảy tưới tiêu. Công nghệ này cũng có thể được dùng để thu hơi nước thoát ra từ các tháp làm mát trong các nhà máy điện và cơ sở công nghiệp. Sau đó, nước thu gom có thể được tái chế trở lại hệ thống làm mát.
Sungtaek Ju, giáo sư kỹ thuật cơ khí và hàng không vũ trụ và là tác giả chính của nghiên cứu cho biết: Tình trạng khan hiếm nước ngọt gây lo ngại gia tăng trên toàn cầu đã thúc đẩy sự phát triển của các phương pháp thu hơi nước khả thi về mặt kinh tế. Ý tưởng này mô phỏng chu kỳ mưa tự nhiên để tạo ra nước sạch, được gọi là "quá trình làm ẩm - hút ẩm" đã xuất hiện từ khá lâu. Tuy nhiên, để chế tạo được hệ thống giá rẻ có thể vận hành vẫn là thách thức lớn. Hệ thống của chúng tôi có giá thành rẻ, trọng lượng nhẹ và tiết kiệm năng lượng. Những yếu tố này có khả năng giúp vượt qua những thách thức cho việc áp dụng hệ thống.
Một số phương pháp thu hơi nước được đề xuất đã sử dụng kim loại lạnh để làm cho hơi nước ngưng tụ trên bề mặt. Nhưng diện tích bề mặt hạn chế, cũng như trọng lượng, vật liệu và chi phí sản xuất, đã cản trở việc ứng dụng. Tương tự, các phương pháp sử dụng vòi phun hoặc điện trường sử dụng quá nhiều điện để có thể khả thi.
Yếu tố quan trọng trong hệ thống của nhóm nghiên cứu tại UCLA là khả năng tạo ra các giọt nước có cùng kích thước và tốc độ chảy không đổi. Những giọt nước này cho phép hệ thống thu hơi nước một cách hiệu quả, mà không làm giảm áp lực lớn và tiêu thụ điện năng của quạt.