Volgens de Verenigde Naties, 30, Elke week sterven er duizend mensen door de consumptie en het gebruik van onhygiënisch water. Hoewel de overgrote meerderheid van deze dodelijke slachtoffers plaatsvindt in ontwikkelingslanden, de VS is geen onbekende in onverwachte watertekorten, vooral na orkanen, tropische stormen en andere natuurrampen die de bevoorrading zonder waarschuwing kunnen verstoren.

Onder leiding van Guihua Yu, universitair hoofddocent materiaalkunde en werktuigbouwkunde aan de Universiteit van Texas in Austin, een onderzoeksteam in de Cockrell School of Engineering van de UT Austin heeft een kosteneffectieve en compacte technologie ontwikkeld met behulp van gecombineerde gel-polymeer hybride materialen. Met zowel hydrofiele (aantrekking tot water) eigenschappen als halfgeleidende (zonne-adsorberende) eigenschappen, deze "hydrogels" (netwerken van polymeerketens die bekend staan ​​om hun hoge waterabsorptie) maken de productie van schone, veilig drinkwater uit elke bron, of het nu uit de oceanen komt of vervuilde voorraden.

De bevindingen zijn gepubliceerd in het meest recente nummer van het tijdschrift Natuur Nanotechnologie .

"We hebben in wezen de hele benadering van conventionele zonnewaterverdamping herschreven, " zei Yu. De onderzoekers van Texas Engineering hebben een nieuwe op hydrogel gebaseerde zonne-dampgenerator ontwikkeld die omgevingszon-energie gebruikt om de verdamping van water aan te drijven voor effectieve ontzilting. Bestaande zonnestoomtechnologieën die worden gebruikt om zout water te behandelen, omvatten een zeer kostbaar proces dat afhankelijk is van instrumenten om zonlicht te concentreren.Het team van de UT Austin ontwikkelde nanogestructureerde gels die veel minder energie nodig hebben, alleen natuurlijk voorkomende niveaus van omgevingszonlicht nodig hebben om te werken, terwijl het ook in staat is om het volume water dat kan worden verdampt aanzienlijk te vergroten.

"Ontzilting van water door middel van distillatie is een veelgebruikte methode voor massaproductie van zoet water. huidige distillatietechnologieën, zoals multi-stage flash en multi-effect distillatie, vereisen aanzienlijke infrastructuren en zijn vrij energie-intensief, " zei Fei Zhao, een postdoctoraal onderzoeker die onder supervisie van Yu werkt. "Zonne energie, als de meest duurzame warmtebron voor potentieel energiedestillatie, wordt algemeen beschouwd als een geweldig alternatief voor ontzilting van water."

De hydrogels zorgen ervoor dat waterdamp wordt gegenereerd onder direct zonlicht en vervolgens naar een condensor wordt gepompt voor levering van zoet water. De ontziltingseigenschappen van deze hydrogels zijn zelfs getest op watermonsters uit de zoutrijke Dode Zee en met vlag en wimpel geslaagd. Met behulp van watermonsters van een van de zoutste watermassa's op aarde, UT-ingenieurs waren in staat om het zoutgehalte van monsters uit de Dode Zee aanzienlijk te verminderen nadat ze het hydrogelproces hadden doorlopen. In feite, ze bereikten niveaus die voldeden aan de geaccepteerde drinkwaternormen zoals uiteengezet door de Wereldgezondheidsorganisatie en het Amerikaanse Environmental Protection Agency.

"Onze buitentests toonden een dagelijkse productie van gedestilleerd water tot 25 liter per vierkante meter, genoeg voor huishoudelijke behoeften en zelfs rampgebieden, "zei Yu. "Beter nog, de hydrogels kunnen eenvoudig achteraf worden aangebracht om de kerncomponenten in de meeste bestaande zonne-ontziltingssystemen te vervangen, waardoor de noodzaak voor een volledige herziening van de reeds in gebruik zijnde ontziltingssystemen wordt geëlimineerd."

Omdat zout een van de moeilijkste stoffen is om van water te scheiden, onderzoekers hebben ook met succes het vermogen van de hydrogels aangetoond om een ​​aantal andere veelvoorkomende verontreinigingen in water uit te filteren die als onveilig worden beschouwd voor consumptie.

Yu gelooft dat de technologie gecommercialiseerd kan worden en bereidt zijn onderzoeksteam voor op verzoeken van de industrie om schaalbaarheidstests uit te voeren.

De potentiële impact van deze technologie kan verstrekkend zijn, als de wereldwijde vraag naar verse, schoon water overtreft de bestaande natuurlijke voorraden.

Er is een octrooiaanvraag ingediend, en Yu heeft samengewerkt met het Office of Technology Commercialization van de universiteit om te helpen bij de licentieverlening en commercialisering van deze nieuwe klasse hydrogels.