Onderzoekers van de Monash University hebben technologie ontwikkeld die duizenden gemeenschappen over de hele wereld van schoon water kan voorzien. Dit zonne-stoomopwekkingssysteem produceert schoon water uit zout (oceaan) water met bijna 100 procent zoutverwijdering. Het biedt een oplossing voor watertekorten in regionale gebieden waar geen elektriciteitsnet beschikbaar is.

Naar schatting 844 miljoen mensen hebben geen toegang tot schoon water, terwijl elke minuut een pasgeboren baby sterft aan een infectie veroorzaakt door gebrek aan veilig water en een onreine omgeving.

Ontzilting van zeewater en recycling van afvalwater zijn twee manieren om het probleem van watertekort te verminderen, maar conventionele benaderingen zijn energie-intensief en gebaseerd op de verbranding van fossiele brandstoffen. In feite, waterbehandeling gebruikt ongeveer 3 procent van de wereldenergievoorziening.

Onderzoekers van Monash University hebben energie-passieve technologie ontwikkeld die in staat is om schone, drinkwater voor duizenden gemeenschappen, simpelweg door gebruik te maken van fotothermische materialen en de kracht van de zon.

Onder leiding van professor Xiwang Zhang van de afdeling Chemische Technologie van Monash University, onderzoekers hebben een robuust zonne-stoomopwekkingssysteem ontwikkeld dat een efficiënte en continue productie van schoon water uit zout water bereikt met bijna 100 procent zoutverwijdering.

Door de zoutkristallisatie alleen aan de rand van de verdampingsschijf nauwkeurig te regelen, dit nieuwe ontwerp kan ook de zouten oogsten.

De haalbaarheid en duurzaamheid van het ontwerp zijn gevalideerd met zeewater uit Lacepede Bay in Zuid-Australië. Deze technologie is een veelbelovende oplossing voor watertekorten in regionale gebieden waar geen elektriciteitsnet beschikbaar is.

De bevindingen zijn gepubliceerd in het internationale tijdschrift Energie en milieuwetenschappen .

"Waterveiligheid is de grootste uitdaging waar de wereld in de 21e eeuw voor staat, vooral naarmate de bevolking groeit en de effecten van klimaatverandering vorm krijgen. Ontwikkelingsgemeenschappen en gemeenschappen met weinig middelen voelen de effecten van deze factoren het meest, ' zei professor Zhang.

"Het gebruik van zonne-energie voor waterbehandeling wordt algemeen beschouwd als een van de duurzame oplossingen om de schaarste aan schoon water in sommige gemeenschappen aan te pakken, zonder onze omgeving of hulpbronnen op te offeren.

"Ondanks de aanzienlijke vooruitgang die is geboekt op het gebied van materiaalontwikkeling, het verdampingsproces wordt belemmerd door de zoutconcentratie aan het oppervlak, die de kwaliteit van het geproduceerde water beïnvloedt."

Onderzoekers creëerden een schijf met behulp van superhydrofiel filterpapier met een laag koolstofnanobuisjes voor lichtabsorptie. Een katoenen draad, met een diameter van 1 mm, fungeerde als het watertransportkanaal, het pompen van zout water naar de verdampingsschijf.

Het zoute water wordt door de katoenen draad vanuit de bulkoplossing naar het midden van de verdampingsschijf gedragen. Het filterpapier vangt het zuivere water op en duwt het resterende zout naar de randen van de schijf.

De lichtabsorptie werd gemeten tot 94 procent over het gehele zonnespectrum. De schijf vertoonde ook een snelle temperatuurstijging bij blootstelling aan licht in zowel droge als natte toestand, stijgen van respectievelijk 25C tot 50C en 17,5C tot 30C binnen een minuut.

Deze technologie heeft ook een groot potentieel op andere gebieden, zoals industrie afvalwater nul vloeibare lozing, slib ontwatering, het beheer van mijnafval en het terugwinnen van hulpbronnen. Toekomstige studies zullen proberen de technologie uit te breiden naar deze toepassingen met ondersteuning van de industrie.

"Onze studieresultaten gaan een stap verder in de richting van de praktische toepassing van zonne-stoomopwekkingstechnologie, met een groot potentieel voor ontzilting van zeewater, terugwinning van hulpbronnen uit afvalwater, en nul vloeibare lossing, ' zei professor Zhang.

"We hopen dat dit onderzoek het startpunt kan zijn voor verder onderzoek naar energie-passieve manieren om miljoenen mensen van schoon en veilig water te voorzien. het belichten van de milieu-impact van afval en het terugwinnen van hulpbronnen uit afval."