Új sótalanító módszert fedeztek fel

A Rochesteri Egyetem kutatói egy új, napenergiával működő sótalanító eljárást fejlesztettek ki, amely kizárólag napfény segítségével alakítja át az óceánvizet édesvízzé. Sőt, mi több, megoldja a meglévő vízműveket sújtó környezeti válságot: a mérgező hulladékot.

Ez az újszerű módszer kiküszöböli a kémiai előkezelések szükségességét, és teljesen elkerüli a mérgező folyékony sóoldat keletkezését. A rendszert a Csendes-óceán, az Atlanti-óceán és az Indiai-óceán tényleges vízmintáin tesztelték. A rendszer sikeresen kinyerte az édesvizet, miközben a fennmaradó sókat folyamatosan egy passzív zónába helyezte át a későbbi gyűjtés céljából, így végig fenntartva a panelek csúcshatékonyságát.

Jelenleg világszerte 2,2 milliárd ember nem fér hozzá biztonságosan kezelt ivóvízhez. Ennek a szomjúságnak az oltására a tengerparti városok Kaliforniától a Közel-Keletig ipari sótalanító üzemekre támaszkodnak. 

De ezek a hatalmas létesítmények, amelyek olyan standard módszereket alkalmaznak, mint a fordított ozmózis és a termikus desztilláció, sajnos piszkosak. Hatalmas mennyiségű áramot fogyasztanak, nehéz kémiai előkezelést igényelnek, és több millió gallon „sóoldatot” juttatnak vissza az óceánjainkba. A sóoldat egy szuperkoncentrált, fojtogató sósvízi iszap, amely elpusztítja a tengeri élővilágot.

Ezen hátrányok leküzdésére a kutatók egy újszerű megközelítést fejlesztettek ki, amely ultragyors „femtoszekundumos” lézerekkel maratott fekete fémből készült napelemeket használ. 

Ez a lézeres kezelés szuper fényelnyelővé és „szupernedvszívóvá” (nagyon vízvonzóvá) teszi a felületet. Amikor a napfény eléri ezt a fekete panelt, az szinte az összes napsugárzást elnyeli. A víz gyorsan elpárolog, így tiszta, desztillált víz marad vissza.

A készülék szó szerint megtisztítja magát. Folyamatosan működhet anélkül, hogy eltömítené a dolgokat.

Ennek a szilárdhulladék-kezelési megközelítésnek a következményei messze túlmutatnak az asztali són. A tudósok a hulladék szilárd halmazállapotban tartásával célzottan megcélozhatják a visszamaradt specifikus ásványi anyagokat. 

Egy, a Journal of Materials Chemistry A című folyóiratban megjelent testvértanulmányban Guo csapata egy lépéssel tovább vitte a technológiát. Hidrogén-titanát nanorészecskéket ágyaztak közvetlenül a fém lézerhornyaiba. Ezek a nanorészecskék apró kémiai mágnesekként működnek, és kifejezetten elszigetelik a lítiumot az óceán többi ásványától.

A Nagy-sóstóból származó vízminták felhasználásával a csapat sikeresen kivonta a sótalanítás utáni maradványokból a rendelkezésre álló lítium mintegy 50%-át.

„A lítium bányászata a földből energetikai és környezeti szempontból is nagyon megterhelőnek bizonyult, így a lítium közvetlen sós vízből történő kinyerése nagyon fontos jövőbeli lehetőség lehet” – mondta Guo.

Mivel a technológia mára már kisméretű eszközökben is bizonyított, Guo professzor úgy véli, hogy a szuperkanócos rendszer eredendően skálázható, kettős megoldást kínálva az ivóvízhez való globális hozzáférés javítására és a kritikus ásványi anyagok fenntartható ellátási láncainak kiépítésére – írja az Interesting Engineering.