Khử mặn nước biển bằng năng lượng mặt trời

Hiện nay, một trong những cách đơn giản và phổ biến nhất để khử mặn là chưng cất nước với sự hỗ trợ của năng lượng mặt trời. Nhóm kỹ sư ở UrFU cùng với các đồng nghiệp đến từ Iraq đã phát triển công nghệ làm tăng hiệu suất bay hơi bên trong thiết bị chưng cất bằng cách quay trụ rỗng và bộ thu nhiệt mặt trời trong nghiên cứu công bố trên tạp chí Case Studies in Thermal Engineering.

“Chúng tôi tạo ra công nghệ khử mặn bằng cách sử dụng trụ rỗng quay bên trong thiết bị chưng cất để thúc đẩy nước bay hơi trong thùng thông qua tạo ra màng nước mỏng ở mặt trong và mặt ngoài trụ. Lớp màng này thường xuyên được thay mới sau mỗi vòng quay. Để tăng nhiệt độ nước bên dưới trụ, chúng tôi sử dụng bộ thu nhiệt mặt trời”, Sergei Shcheklein, Trưởng khoa Nhà máy điện hạt nhân và nguồn năng lượng tái tạo ở UrFU, giải thích.

Kỹ sư Alharbawi Naseer Tawfiq Alwan lắp ráp nguyên mẫu máy chưng cất. Ảnh: UrFU/ Ilya Safarov.

Trong thí nghiệm, tốc độ quay của trụ bên trong thiết bị chưng cất là 0,5 vòng/phút. Tốc độ này là đủ để làm bay hơi màng nước mỏng từ bề mặt trụ.

Thử nghiệm được tiến hành ở Ekaterinburg, Nga từ tháng 6 đến tháng 10/2019 cho thấy hiệu quả và độ tin cậy cao của thiết bị. Ngoài ra, cường độ bức xạ mặt trời tương đối cao và nhiệt độ không khí thấp cũng góp phần vào hiệu suất chưng cất nước.

Hiệu suất của thiết bị chưng cất mới so với thiết bị thông thường là 280% vào các tháng nóng (tháng 6, 7, 8) và 300 – 400% trong tháng lạnh (tháng 9 và 10). Công suất chưng cất nước tích lũy đạt 12,5 l/m2 mỗi ngày vào mùa hè và 3,5 l/m2 mỗi ngày vào mùa đông, theo Alharbawi Naseer Tawfik Alwan, kỹ sư nghiên cứu ở UrFU và Đại học kỹ thuật miền bắc ở Iraq.

Công nghệ khử mặn với thiết kế đơn giản và chi phí thấp trên có thể đem lại lợi ích ở Trung Đông và châu Phi, những nước có tiềm năng năng lượng mặt trời cao và thiếu nước sạch. Trong tương lai, các nhà khoa học lên kế hoạch cải tiến công nghệ và tăng hiệu suất của thiết bị chưng cất với chi phí vận hành thấp nhất trong những điều kiện khí hậu khác nhau.

Theo Liên Hợp Quốc, hơn 40% dân số thế giới đang đối mặt với tình trạng thiếu nước. Hơn 700 triệu người trên khắp hành tinh không được dùng nước sạch và hơn 1,7 tỷ người sống ở lưu vực song cần nguồn nước sạch bổ sung.

Link gốc