Pasaulyje geriamojo vandens trūkumas išlieka viena didžiausių XXI amžiaus problemų: Jungtinės Tautos skaičiuoja, kad daugiau nei 2 milijardai žmonių neturi saugiai tvarkomo geriamojo vandens. Dėl to vis daugiau dėmesio sulaukia technologijos, galinčios gėlinti jūros vandenį pigiau ir švariau.
Ročesterio universiteto (JAV) tyrėjai pristatė plonos, juodos metalo panelės prototipą, kuris, naudodamas vien saulės energiją, gali paversti jūros vandenį gėlu. Svarbiausia, kad procesas nepalieka įprasto taršaus sūrymo, o atskirta druska surenkama kaip kieta medžiaga.
Kas blogai su įprastu gėlinimu?
Šiandien plačiausiai naudojamas gėlinimo būdas yra atvirkštinis osmosas: vanduo per membranas spaudžiamas dideliu slėgiu, todėl procesas yra energijai imlus ir brangus. Be to, reikšminga dalis įrenginio paimto vandens virsta itin sūriu likučiu.
Tas likutis, vadinamas sūrymu, dažnai išleidžiamas atgal į jūrą. Mokslinėje literatūroje pabrėžiama, kad lokalus druskingumo didėjimas ir mažesnis ištirpusio deguonies kiekis gali bloginti pakrančių ekosistemų būklę, ypač jautriose vietose.
Kaip veikia saulės panelė?
Ročesterio universiteto komanda sukūrė lazeriu suformuotą metalinį paviršių, kuris beveik visą krintančią saulės šviesą paverčia šiluma ir kartu „pritraukia“ vandenį. Ant panelės susidaro plona jūros vandens plėvelė, kuri kapiliariniu efektu kyla aukštyn net prieš gravitaciją.
Saulėje vanduo nuo paviršiaus intensyviai garuoja, o garai vėliau gali būti kondensuojami į gėlą vandenį. Druskos ir kiti tirpūs junginiai lieka ant panelės ir, kaip teigia tyrėjai, yra nukreipiami į kraštus, kad aktyvi zona neužsikimštų.
Druska vietoj atliekų ir potenciali nauda
Daugelis saulės gėlinimo prototipų realiomis sąlygomis stringa dėl nuosėdų: jūros vandenyje esantys kalcio ir magnio junginiai linkę sudaryti kietą apnašą. Ši apnaša uždengia darbinį paviršių ir mažina našumą, todėl ilgaamžiškumas tampa viena didžiausių kliūčių.
Šio sprendimo idėja yra savotiškas „savaiminis nusivalymas“: suformuotos vagelės ir paviršiaus struktūra padeda druskoms ir nuosėdoms pasitraukti iš aktyvios zonos. Tokiu būdu vietoj taršaus skysčio lieka kieta druska, kurią teoriškai būtų galima surinkti ir panaudoti.
Tyrėjai taip pat nagrinėja galimybę tą patį principą pritaikyti mineralų išgavimui iš labai sūrių vandenų, pavyzdžiui, ličio junginių. Litis yra kritiškai svarbi žaliava akumuliatoriams, todėl technologijos, galinčios mažinti kasybos poreikį ir kartu spręsti vandens trūkumą, sulaukia didelio pramonės susidomėjimo.
Kas dar neaišku?
Kol kas tai yra laboratorinis prototipas, o svarbiausias klausimas yra mastelio didinimas: ar lazeriu apdorotus metalinius paviršius įmanoma gaminti pakankamai pigiai ir dideliais kiekiais. Ne mažiau svarbu, kaip tokios panelės veiktų ilgą laiką skirtingose pakrančių sąlygose, kur vandens sudėtis ir užterštumas smarkiai skiriasi.
Vis dėlto kryptis aiški: pasauliui ieškant mažiau taršių gėlinimo sprendimų, technologijos, kurios vietoj sūrymo sukuria panaudojamą kietą produktą, gali pakeisti požiūrį į jūros vandens pavertimą geriamuoju. Jei prototipas pasiteisins realiomis sąlygomis, tai galėtų tapti alternatyva vietovėms, kuriose elektros energija brangi arba sunkiai prieinama.