Thiết bị sử dụng ánh sáng mặt trời để tạo ra nước từ không khí

Trong bối cảnh dân số thế giới ngày càng đông, biến đổi khí hậu ngày càng khó lường, số ngày hạn ngày càng nhiều (kết hợp với El Nino), việc sản xuất ra nước sạch trở thành một vấn đề nghiêm trọng ở nhiều quốc gia. Hiện đã có 2/3 dân số thế giới gặp khó khăn trong tiếp cận nước sạch. Nhưng các dòng sông thì đang cạn dần và lượng nước ngầm cũng suy giảm đáng kể. Nhu cầu cần đến một nguồn cấp nước khác là hết sức cần thiết. Hơi nước trong không khí là một trong các nguồn như thế. Theo tính toán của các nhà khoa học, lượng nước trong không khí có thể lấp đầy 5 tỷ hồ bơi đạt chuẩn Olympic trên toàn cầu.


Đứng trước vấn đề trên, nhóm nghiên cứu đến từ trường ĐH California và Học viện MIT (Mỹ) đã nghĩ cách cấu trúc lại các vật liệu có cấu trúc bọt biển, nhằm cho phép "vắt" nước từ chúng dễ dàng mà vẫn đảm bảo được tốc độ hút ẩm đủ nhanh. Loại vật liệu được họ nghiên cứu có tên gọi MOF-801, là một phức hợp hữu cơ liên kết với kim loại. MOF-801 cũng có cấu trúc bọt biển, nhưng yếu tố chính là khả năng giữ nước của nó thay đổi tuỳ theo nhiệt độ. Cụ thể ở nhiệt độ thông thường, MOF-801 hút ẩm. Khi nhiệt độ tăng cao, nó giải phóng hơi nước.

Trong phiên bản thử nghiệm, nhóm nghiên cứu tạo ra một lớp MOF-801 pha với bọt đồng. Khi ở trong bóng râm, lớp hợp chất này thu giữ lại hơi nước trong không khí. Khi đặt ngoài ánh nắng, nhiệt từ Mặt Trời làm nóng lớp vật liệu và hơi nước thoát ra ngoài. Nhóm nghiên cứu đặt một buồng thu nằm bên dưới để thu lại lượng nước vừa thoát ra. Tiếp đó, một bộ ngưng tụ sẽ làm lạnh khối hơi nước trên, chuyển chúng sang dạng lỏng. Toàn bộ quá trình này diễn ra trong 2 giờ.

Với mỗi kg MOF-801 sử dụng, nhóm nghiên cứu đạt được công suất 2,8 lít nước/ngày. Con số này vừa đủ để một người lớn sử dụng ở những nơi khô hạn như các hoang mạc, nơi không có cơ sở hạ tầng cấp nước sạch. Về mặt lâu dài, nhóm nghiên cứu cho biết họ có thể phát triển ra các hệ thống có kích thước lớn hơn, có thể sản xuất được nhiều nước hơn cho cả một cộng đồng sử dụng.