Forskare från Monash University har utvecklat teknik som kan leverera rent vatten till tusentals samhällen över hela världen. Detta system för generering av solenergi ånga producerar rent vatten från salt (hav)vatten med nästan 100 procent saltborttagning. Det ger en lösning på vattenbrist i regionala områden där elnätet inte är tillgängligt.

Uppskattningsvis har 844 miljoner människor inte tillgång till rent vatten, medan en nyfödd varje minut dör av infektion orsakad av brist på rent vatten och en oren miljö.

Avsaltning av havsvatten och återvinning av avloppsvatten är två sätt att lindra problemet med vattenbrist, men konventionella metoder är energikrävande och bygger på förbränning av fossila bränslen. Faktiskt, vattenrening använder cirka 3 procent av världens energiförsörjning.

Forskare vid Monash University har utvecklat energipassiv teknik som kan leverera ren, dricksvatten till tusentals samhällen, helt enkelt genom att använda fototermiska material och solens kraft.

Leds av professor Xiwang Zhang från Monash University:s institution för kemiteknik, forskare har utvecklat ett robust system för solånggenerering som uppnår effektiv och kontinuerlig produktion av rent vatten från saltvatten med nästan 100 procent saltavskiljning.

Genom att noggrant kontrollera saltkristallisationen endast vid kanten av förångningsskivan, denna nya design kan också skörda salterna.

Designens genomförbarhet och hållbarhet har validerats med hjälp av havsvatten från Lacepede Bay i södra Australien. Denna teknik är en lovande lösning på vattenbrist i regionala områden där elnät inte finns tillgängligt.

Resultaten publicerades i den internationella tidskriften Energi- och miljövetenskap .

"Vattensäkerhet är den största utmaningen världen står inför under 2000-talet, särskilt när befolkningen växer och effekterna av klimatförändringarna tar form. Utvecklande och under-resursfattiga samhällen känner mest effekterna av dessa faktorer, "Sade professor Zhang.

"Att använda solenergi för vattenrening har allmänt ansetts vara en av de hållbara lösningarna för att ta itu med bristen på rent vatten i vissa samhällen, utan att offra vår miljö eller resurser.

"Trots de betydande framsteg som uppnåtts inom materialutveckling, förångningsprocessen har hindrats av koncentrationen av salt på ytan, vilket påverkar kvaliteten på producerat vatten."

Forskare skapade en skiva med superhydrofilt filterpapper med ett lager av kolnanorör för ljusabsorption. En bomullstråd, med en diameter på 1 mm, fungerade som vattentransportkanal, pumpa saltvatten till avdunstningsskivan.

Saltvattnet förs upp av bomullstråden från bulklösningen till mitten av indunstningsskivan. Filterpappret fångar det rena vattnet och skjuter det kvarvarande saltet till skivans kanter.

Ljusabsorbansen uppmättes till 94 procent över hela solspektrumet. Skivan uppvisade också en snabb temperaturökning när den utsattes för ljus i både torra och våta tillstånd, stiger från 25C till 50C och 17,5C till 30C respektive inom en minut.

Denna teknik har också stor potential inom andra områden, såsom industriavloppsvatten noll vätskeutsläpp, slamavvattning, hantering av gruvavfall och återvinning av resurser. Framtida studier kommer att se till att utöka tekniken till dessa applikationer med industristöd.

"Våra studieresultat går ett steg längre mot den praktiska tillämpningen av teknik för att generera solenergi, visar stor potential inom avsaltning av havsvatten, resursåtervinning från avloppsvatten, och noll vätskeutsläpp, " sa professor Zhang.

"Vi hoppas att denna forskning kan vara startpunkten för ytterligare forskning om energipassiva sätt att tillhandahålla rent och säkert vatten till miljontals människor, belysa avfallets miljöpåverkan och återvinna resurser från avfall. "