Một trong những biện pháp để sản xuất nước uống tại các quốc gia nóng, khô hạn có biển hoặc đại dương bao quanh là khử mặn. Các nhà nghiên cứu châu Âu đã phát triển công nghệ khử mặn hiệu quả cao và chi phí thấp bằng cách khai thác năng lượng mặt trời.
Khử mặn bằng cách thẩm thấu ngược (RO) là một trong hai phương pháp khử mặn truyền thống. Trong RO, nước phải đi qua một màng lọc áp suất cao. Các chất không mong muốn bị chặn do kích thước của các lỗ màng lọc, được giữ lại ở phía màng chịu áp lực.
Nhu cầu duy nhất về năng lượng là cho việc điều áp nước biển lúc ban đầu. Có thể nói, khử mặn bằng RO tốn kém và mất nhiều năng lượng do công suất cao.
Biện pháp để giảm cả chi phí và tiêu thụ năng lượng là cung cấp năng lượng cơ học cần cho RO bằng cách sử dụng hệ thống chu trình Rankine hữu cơ (ORC) kết hợp với các pin năng lượng mặt trời. ORC là một chu kỳ nhiệt động lực học để thu hồi nhiệt ở nhiệt độ thấp (thường là ‘chất thải’) và chuyển đổi thành dạng năng lượng khác có ích hơn như năng lượng điện hoặc năng lượng cơ học. Các pin năng lượng mặt trời có thể cung cấp nhiệt năng cho ORC, sau đó sản xuất năng lượng cơ học để tạo áp lực nước.
Gần đây, người ta chú ý ngày càng nhiều đến tiềm năng của các chất lỏng siêu tới hạn được sử dụng trong ORC để đạt hiệu suất nhiệt tối ưu trong chuyển đổi nhiệt thải thành điện. Các nhà nghiên cứu châu Âu đã phân phối hệ thống mới độc lập khử mặn bằng năng lượng mặt trời dựa vào ORC siêu tới hạn nhiệt độ thấp nhờ có khoản tài trợ cho dự án Rankine – năng lượng mặt trời-RO.
Hệ thống này loại bỏ nhu cầu lưu trữ năng lượng và có tỷ lệ sản xuất nước ngọt với hiệu suất cao hơn. Các nhà nghiên cứu cũng đã kiểm tra các tác động môi trường cũng như tác động kinh tế – xã hội của hệ thống mới và phát triển chiến lược thâm nhập thị trường.
Việc tiến hành thương mại hệ thống Rankine – năng lượng mặt trời-RO sẽ cho phép các vùng khí hậu như ở Địa Trung Hải khai thác năng lượng mặt trời dồi dào ở nơi này để sản xuất nước ngọt từ nguồn nước mặn phong phú.
Hoahocngaynay.com
Nguồn NASATI/Phys.org
