Hệ thống "3 trong 1": Sử dụng năng lượng Mặt trời để sản xuất điện và khử muối trong nước

Chúng ta cần nước sạch để tồn tại, cần điện để duy trì thời đại công nghệ mới, nhưng quá trình sản xuất một trong hai thứ này sẽ thường làm hao tổn món còn lại. 

Tính riêng tại Mỹ, hệ thống xử lý nước công cộng sử dụng khoảng 6% sản lượng điện quốc gia. Ngược lại, mỗi ngày các nhà máy nhiệt điện hút lên tới khoảng 643.500.000.000 lít nước từ sông hồ lân cận. Các nhà máy sẽ tiêu thụ khoảng 22 triệu lít nước và không trả lại cho tự nhiên chút gì.

Pin năng lượng Mặt Trời cần ít nước hơn nhà máy nhiệt điện, khoảng 300 lần nhưng chi phí vận hành đắt đỏ và lượng điện không đủ đáp ứng khiến năng lượng Mặt Trời chưa phải giải pháp tối ưu.

Tuy nhiên, một nhóm các nhà nghiên cứu tại A-rập Xê-út mới nghiên cứu thành công thiết bị biến đổi nhà máy điện thành những đơn vị sản xuất cả điện cả nước ngọt. Đầu tháng Bảy vừa rồi, họ công bố báo cáo khoa học mô tả thứ công nghệ Mặt Trời mới làm được một công đôi việc.

Loại pin Mặt trời này sẽ giải quyết được vấn nạn thiếu hụt năng lượng và nước ngọt trên toàn thế giới.

Đó là những tấm pin Mặt Trời khử được muối trong nước biển

Thiết bị mới của các nhà khoa học Trung Đông mới đang ở giai đoạn thử nghiệm, nhưng họ tự tin cho rằng nó sẽ giải quyết được vấn nạn thiếu hụt năng lượng và nước ngọt trên toàn thế giới. Để lắp ráp được hệ thống này, các nhà khoa học đã gắn một thiết bị lọc nước vào với một hệ thống pin Mặt Trời.

Khi đặt dưới ánh nắng, pin Mặt Trời tạo điện năng và tỏa nhiệt, cũng như mọi hệ thống pin Mặt Trời khác. Nhưng thay vì đi vào tầng khí quyển, nhiệt sẽ được điều hướng vào máy lọc nước; tại đây chúng trở thành nguồn năng lượng tiếp “lửa” cho quá trình khử muối.

Pin Mặt trời tạo điện năng và nhiệt, nhiệt sẽ được điều hướng vào máy lọc nước.

Để thử nghiệm chất lượng nước đầu ra, các nhà khoa học đưa vào máy lọc nước muối và nước chứa kim loại nặng (như chì, đồng, magie). Thiết bị hóa hơi nước, đẩy hơi nước qua một màng nhựa có khả năng lọc muối và các chất gây ô nhiễm. Kết quả cuối cùng: nước sạch đủ tiêu chuẩn của Tổ chức Y tế Thế giới WHO đặt ra.

Theo tính toán của các nhà khoa học, thiết bị thử nghiệm rộng khoảng 1 mét có khả năng lọc ra 1,7 lít nước sạch mỗi giờ. Địa điểm đặt máy phù hợp nhất sẽ là nơi có khí hậu nóng khô, gần nguồn nước.

Rồi sẽ đến lúc nó bước vào hộ gia đình

Để cứu hơn 2 tỷ người không có nước sạch để uống, nhiều đội ngũ nghiên cứu khác cũng tìm cách lọc nước bằng năng lượng Mặt Trời. Có một startup khác có tên Zero Mass Water sử dụng điện Mặt Trời để lấy nước từ không khí. Uravu, một startup nữa tới từ Ấn Độ có thể dùng năng lượng Mặt Trời để lọc được từ 15 tới 20 lít nước/ngày từ không khí.

Thế nhưng không có đơn vị nghiên cứu nào lọc được nước muối, và cũng chẳng có hệ thống nào sản xuất được cả điện. Nghiên cứu mới của những bộ óc Ả-rập Xê-út chuyển hóa được 11% ánh nắng thành điện năng, tương đương với hiệu năng của các hệ thống pin Mặt Trời thường thấy.

Tuy nhiên, hệ thống thử nghiệm mới thành công trong phạm vi phòng thí nghiệm. Để ứng dụng được ngoài thực địa, cần thêm chút thời gian nghiên cứu.

“Chúng tôi hy vọng có thể đẩy nhanh tốc độ nghiên cứu, sớm ứng dụng mô hình này vào quy mô lớn hơn”, nhóm nghiên cứu hồ hởi nói.