เทคโนโลยีใหม่ผลิตน้ำสะอาดดื่มได้จากน้ำทะเลด้วยแสงอาทิตย์และไฮโดรเจล

ข้อมูลจากสหประชาชาติพบว่ามีผู้เสียชีวิต 30,000 คนต่อสัปดาห์จากการดื่มและใช้น้ำที่ไม่สะอาด แม้ว่าส่วนใหญ่ของการเสียชีวิตเหล่านี้เกิดขึ้นในประเทศกำลังพัฒนา แต่ประเทศที่เจริญมากอย่างสหรัฐอเมริกาก็ต้องประสบกับปัญหาการขาดแคลนน้ำสะอาดเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากการเกิดพายุเฮอริเคน พายุไซโคลน หรือภัยพิบัติทางธรรมชาติอื่นโดยไม่สามารถรู้ล่วงหน้า

ทีมวิจัยที่มหาวิทยาลัยเท็กซัส ออสติน นำโดย Guihua Yu รองศาสตราจารย์คณะวิศวรรมเครื่องกลและวัสดุ ได้พัฒนาเทคโนโลยีที่มีต้นทุนต่ำ ขนาดกะทัดรัด ใช้ไฮโดรเจลกับแสงอาทิตย์ สามารถผลิตน้ำสะอาด ดื่มได้อย่างปลอดภัย จากแหล่งน้ำทุกแห่งแม้กระทั่งจากทะเลที่มีน้ำเค็มจัด

“เราได้ปฏิวัติวิธีการระเหยของน้ำด้วยแสงอาทิตย์แบบเดิมทั้งหมด” Yu กล่าว นักวิจัยของมหาวิทยาลัยเท็กซัสได้พัฒนาเครื่องสร้างไอน้ำพลังแสงอาทิตย์แบบใช้ไฮโดรเจลที่ใช้แสงอาทิตย์ที่มีอยู่ทั่วไปทำให้น้ำระเหยเพื่อแยกเกลือออกจากน้ำ

ไฮโดรเจล (Hydrogel) เป็นวัสดุที่ทำจากโพลิเมอร์ มีลักษณะคล้ายเยลลี่สีสันสดใส มีความอ่อนนุ่มและแตกง่าย แต่มีคุณสมบัติในการดูดซับน้ำได้ถึง 600 เท่าของน้ำหนักตัวเอง ด้วยคุณสมบัติพิเศษนี้เองจึงสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย ไฮโดรเจลถูกคิดค้นขึ้นมาตั้งแต่ปี 1960 และมีการพัฒนาคุณสมบัติมาโดยตลอด

การทำน้ำสะอาดจากน้ำเค็มด้วยเทคโนโลยีแสงอาทิตย์แบบเดิมเป็นกระบวนการที่มีต้นทุนสูงมากเพราะต้องใช้อุปกรณ์ในการรวมแสงอาทิตย์ แต่ทีมวิจัยของมหาวิทยาลัยเท็กซัสได้พัฒนานาโนไฮโดรเจลที่ต้องการพลังงานน้อยมาก แค่เพียงพลังงานของแสงอาทิตย์ที่ส่องลงมาตามปกติก็เพียงพอแล้ว และมันยังสามารถเพิ่มปริมาณน้ำที่สามารถระเหยได้อีกด้วย

hydrojel-base-desalination-2

“การขจัดเกลือออกจากน้ำผ่านการกลั่นเป็นวิธีทั่วไปในการทำน้ำสะอาด แต่อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีการกลั่นที่มีอยู่ต้องใช้อุปกรณ์ค่อนข้างมากและต้องการใช้พลังงานสูง” Fei Zhao หนึ่งในทีมวิจัยกล่าว “พลังงานแสงอาทิตย์ที่เป็นแหล่งพลังความร้อนที่ยั่งยืนที่สุดและมีศักยภาพเพียงพอสำหรับการกลั่น ถือเป็นทางเลือกสำคัญสำหรับการผลิตน้ำสะอาด”

ไฮโดรเจลทำให้ไอน้ำถูกสร้างขึ้นภายใต้แสงอาทิตย์โดยตรงและถูกส่งไปควบแน่นกลายเป็นน้ำสะอาด คุณสมบัติในการแยกเกลือของไฮโดรเจลได้รับการทดสอบด้วยตัวอย่างน้ำจากทะเลเดดซี (Dead Sea) ที่มีความเข้มข้นของเกลือสูงมาก ผลที่ได้เป็นน้ำสะอาดที่ดื่มได้ผ่านเกณฑ์มาตรฐานขององค์การอนามัยโลก

“จากการทดสอบของเราระบบสามารถผลิตน้ำสะอาดได้วันละ 25 ลิตรต่อตารารางเมตร ซึ่งเพียงพอสำหรับการใช้ในบ้านและพื้นที่ที่ได้รับภัยพิบัติ” Yu กล่าว “ที่ดีมากๆก็คือไฮโดรเจลสามารถนำไปทดแทนส่วนประกอบหลักของระบบแยกเกลือพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีอยู่แล้วได้เลย โดยที่ไม่จำเป็นต้องทำการยกเครื่องระบบใหม่ทั้งหมด”

Yu เชื่อว่าเทคโนโลยีนี้สามารถใช้งานเชิงพาณิชย์ได้และกำลังเตรียมทีมงานไว้รองรับคำขอจากภาคอุตสาหกรรมสำหรับดำเนินการทดสอบขนาดใหญ่ รวมทั้งได้ยื่นจดสิทธิบัตรและเตรียมการนำไฮโดรเจลที่พัฒนาขึ้นใหม่นี้ไปใช้งานเชิงพาณิชย์แล้ว

 

ข้อมูลและภาพจาก utexas.edu, rdmag

Leave a Reply

Your email address will not be published.