Ivóvíz és lítium, lézeres sótalanítással – skálázható megoldást találtak rá

Az ENSZ adatai szerint jelenleg mintegy 2,2 milliárd ember él a Földön úgy, hogy nem fér hozzá biztonságos ivóvízhez. Bár Kalifornia partjaitól a Közel-Keletig számos térségben alkalmaznak sótalanító üzemeket a vízhiány enyhítésére, a jelenlegi technológiák komoly környezeti terheléssel járnak. A fordított ozmózis és a termikus desztilláció rengeteg energiát emészt fel, ráadásul a folyamat végén sűrű, maró hatású sós oldat marad vissza. Ha ezt a koncentrátumot visszajuttatják az óceánba (és megteszik), a magas sótartalom és az alacsony oxigénszint miatt súlyos károkat okozhat a tengeri élővilágban.

Az amerikai Rochesteri Egyetem kutatói most olyan eljárást mutattak be a Light: Science & Applications folyóiratban, amely áthidalja ezeket a problémákat. Chunlei Guo professzor és csapata ún. femtoszekundumos lézerekkel megmunkált fekete fémlemezeket használt: ez a speciális felületkezelés rendkívül fényelnyelővé és szupernedvszívóvá teszi a fémet, így az a napenergiát felhasználva vékony rétegben párologtatja el a rávezetett vizet.

Megoldották a vízkő problémáját is

A kutatók szerint korábban léteztek hasonló megoldások, ám azok a valódi tengervíznél rendre kudarcot vallottak. Míg a tiszta nátrium-klorid porózus szerkezetben kristályosodik ki, a tengervízben található magnézium és kalcium kemény kérget alkot, amely gyorsan eltömíti a berendezéseket – ugyanúgy, mint a háztartási gépek esetében. Ennek elkerüléséhez a mérnökök precízen mart vájatokat alakítottak ki a fémlemezeken, és kiaknázták az úgynevezett kávéfolt-effektust.

„Ha kávé cseppen egy felületre, a víz elpárolgása után gyűrű marad a széleken, ott, ahol a kávérészecskék összesűrűsödnek” – magyarázta Guo, hozzátéve: ugyanezt az elvet használják arra, hogy a sókat a passzív zónába tereljék. A technológiát a Csendes-, az Atlanti- és az Indiai-óceánból származó vízmintákkal is tesztelték.

A felület öntisztító módon különítette el az édesvizet, miközben a sókat egy külön területre irányította, ahol azok anélkül gyűjthetők össze, hogy rontották volna a panelek hatékonyságát.

Az eljárás egyik legígéretesebb aspektusa, hogy a sótalanítás nem környezetkárosító hulladékot, hanem hasznosítható nyersanyagot termel. A folyamat végén a sók közel száz százaléka szilárd formában nyerhető ki, továbbá olyan értékes ásványi anyagokhoz juthatunk, mint az akkumulátorgyártásban nélkülözhetetlen lítium.

A rendszer a Nagy-Sóstó vizén végzett kísérletek során például a sók mellett a lítium mintegy felét is sikeresen kinyerte. A fejlesztők szerint a technológia készen áll a nagyüzemi megvalósításra, ami globálisan javíthatja az ivóvízellátást és fenntarthatóbbá teheti az alapanyag-ellátási láncokat.

Gábor János, NEW technology