Tillgången till rent dricksvatten är fortfarande en stor global utmaning.
Enligt FN saknar cirka 2,2 miljarder människor säkert kontrollerat dricksvatten.
Många regioner, inklusive delar av Kalifornien och Mellanöstern, är beroende av avsaltningsanläggningar för att omvandla havsvatten till färskvatten.
Dagens avsaltningsteknologier har betydande nackdelar. De flesta system använder stora mängder energi och lämnar ofta efter sig ett mycket saltrikt avfall som kallas saltlake.
Läs på The Health Manager: Vitamin D3 är bättre än vitamin D2 för de flesta
När denna saltlake släpps ut i havet kan den skada marina ekosystem genom att öka salthalten och minska syrehalten i vattnet.
Nu har forskare vid University of Rochester utvecklat en ny solcellsdriven avsaltningsteknologi som kan erbjuda ett renare och mer hållbart alternativ. Systemet producerar färskt vatten med solljus, kräver inga kemiska tillsatser och lämnar ingen skadlig saltlake.
Forskarteamet, lett av professor Chunlei Guo vid University of Rochesters Institute of Optics, har beskrivit teknologin i tidskriften Light: Science & Applications.
Systemet bygger på speciella solpaneler av svart metall som är etsade med ultrasnabba femtosekundlasrar. Denna behandling skapar en yta som absorberar nästan allt inkommande solljus samtidigt som den starkt drar till sig vatten.
När havsvatten kommer i kontakt med panelen sprider sig ett tunt lager över ytan. Den absorberade solenergin värmer upp och avångar vattnet, vilket lämnar salter och mineraler kvar. Till skillnad från konventionella system samlas inte saltet där avdunstningen sker.
Forskarna löste detta problem genom att noggrant designa mikroskopiska spår på metallytan. Dessa fåror leder salterna bort från den aktiva avdunstningsregionen till ett separat område där de kan samlas upp utan att störa avsaltningsprocessen.
Designen utnyttjar ett välkänt fenomen som kallas ”kafferingeffekten”. När en droppe kaffe torkar på ett bord avdunstar vätskan medan kaffepartiklarna samlas runt kanten och lämnar en mörk ring. Forskarna använder samma princip för att flytta salter mot panelens ytterkanter.
För att testa teknologin använde teamet havsvatten insamlat från Stilla havet, Atlanten och Indiska oceanen. Systemet producerade framgångsrikt färskvatten samtidigt som salterna kontinuerligt leddes bort från arbetsytan, vilket skapade ett självrengörande avsaltningssystem.
En av de viktigaste fördelarna är att systemet fångar nästan alla lösta salter som fasta material istället för att producera flytande saltlake. Dessa återvunna material kan bli värdefulla resurser. Vanligt bordssalt kan samlas in, och mer värdefulla mineraler kan också utvinnas.
I en relaterad studie visade forskarna att samma teknik kan återvinna litium, en nyckelingrediens i uppladdningsbara batterier. Genom att tillsätta speciella nanopartiklar på panelens yta kunde de separera litium från andra salter. Tester med vatten från Utahs Great Salt Lake återvann ungefär hälften av litiumet som fanns kvar.
Forskarna tror att teknologin kan skalas upp för större tillämpningar. Om det lyckas kan det bidra till att ge rent dricksvatten till miljontals människor, samtidigt som värdefulla mineraler återvinns och miljöpåverkan av avsaltning minskas.
Läs: Elon Musk har skickat in SpaceX för börsintroduktion! Siffrorna är ren fantasi
