Китайские и американские инженеры научились превращать морскую воду в питьевую при помощи полностью пассивного устройства, работающего на солнечной энергии. Новая опреснительная система размером с портфель и может давать 4–6 литров питьевой воды в час, а себестоимость опресненной воды, благодаря новой системе, впервые стала ниже, чем у водопроводной.
Новая система обладает самой высокой производительностью среди всех пассивных устройств опреснения. По подсчетам инженеров MIT и Шанхайского университета транспорта, аппарат размером с портфель может давать 4–6 литров питьевой воды в час и работать на протяжении нескольких лет, прежде чем потребуются сменные детали. При такой эффективности стоимость питьевой воды получается ниже, чем водопроводной, пишет MIT News.
«Впервые вода, полученная при помощи солнечного света, оказалась даже дешевле, чем вода из крана», — сказал Чжан Лэнань из MIT, один из авторов изобретения.
За основу Чжан и его коллеги взяли свою предыдущую разработку, состоящую из множества слоев, или ступеней. Каждая ступень содержит испаритель и конденсатор, который использует солнечное тепло, чтобы пассивно отделять соль от воды. Конструкция, которую изобретатели испытали на крыше кампуса, эффективно преобразовала солнечную энергию в пар, который затем сконденсировали в пригодную для питья воду. Однако кристаллы соли засоряли систему за несколько дней. В реальных условиях такой аппарат пришлось бы постоянно чистить или менять комплектующие, что существенно повышает себестоимость питьевой воды.
В последней версии инженеры добились одновременно и высокой производительности, и высокой степени обессоливания, то есть система может быстро и надежно производить питьевую воду в течение продолжительного периода. Ключевой инновацией стала комбинация многоступенчатой системы испарителей и конденсаторов с циркуляцией воды и соли на каждой ступени.
Циркуляции, которые внедрили в систему исследователи, идентичны термохалинной конвенции в океане — феномену, обеспечивающему движение вод на основе разницы температур и минерализации. Когда морская вода подвергается воздействию воздуха, солнечный свет заставляет воду испаряться. Более плотная вода с повышенным содержанием соли стремится вниз. То же самое, но в гораздо меньшем масштабе, повторили инженеры.
Несмотря на огромное количество воды на Земле, всего лишь небольшая ее часть пригодна для питья. Дефицит питьевой воды — одна из наиболее острых проблем человечества. Инженеры из Калтеха разработали новую систему, которая получает чистую воду из двух различных источников — днем она занимается очисткой загрязненных вод, а по ночам собирает капли тумана.
