Kwestia dostępu do wody pitnej staje się jednym z najważniejszych wyzwań współczesnego świata. Raporty Organizacji Narodów Zjednoczonych nie pozostawiają wątpliwości, że ludzkość wkracza w erę nazywaną globalnym bankructwem wody pitnej. Zasoby tego surowca drastycznie się kurczą na skutek zmian klimatycznych, długotrwałych susz oraz intensywnego wzrostu zapotrzebowania ze strony rolnictwa i przemysłu. Do tego kryzysu nieoczekiwanie przyczynia się również gwałtowny rozwój najnowszych technologii, w tym infrastruktury wspierającej sztuczną inteligencję.
Czytaj też: Przestań targać te butle z wodą i stać przy butelkomacie. Lata temu już znalazłem rozwiązanie
Centra danych wymagają ogromnych ilości czystej wody do chłodzenia serwerów, co dodatkowo obciąża lokalne rezerwy wodne pogłębiając niedobór wody lub wpływając na środowisko toksycznymi odpadami i wyziewami po procesie chłodzenia. W tym trudnym kontekście poszukiwanie wysoce wydajnych, tanich i przyjaznych dla środowiska metod pozyskiwania wody pitnej staje się priorytetem o znaczeniu strategicznym dla ludzkości – całej ludzkości.
Naukowcom udało się wydestylować wodę pitną ze słonej i do tego przy pomocy energii ze źródeł odnawialnych
Odpowiedzią na te wyzwania może stać się przełomowe rozwiązanie zaprezentowane przez chińskich naukowców, których wyniki badań opublikowano na łamach czasopisma naukowego Advanced Materials.
Zespół badaczy stworzył nowatorskie urządzenie odsalające wodę zasilane energią słoneczną, oparte na zaawansowanym połączeniu nanomateriałów oraz gęsto usieciowanych łańcuchów polimerowych. Ta specyficzna struktura materiałowa charakteryzuje się wyjątkowymi właściwościami w zakresie absorpcji promieniowania słonecznego oraz przewodzenia ciepła, co pozwala na przyspieszenie procesu odparowywania wody morskiej.
W warunkach testowych urządzenie o powierzchni około 0.75 m2, wykazało zdolność do odparowywania wody ze skutecznością aż osiem i pół raza wyższą w porównaniu z dotychczas znanymi metodami odsalania słonecznego.
Pojedynczy moduł testowy jest w stanie wyprodukować 20,16 litrów, wody pitnej dziennie, korzystając wyłącznie z naturalnego światła słonecznego. Co niezwykle istotne, technologia ta charakteryzuje się znakomitym profilem ekonomicznym. Szacunki badaczy wskazują, że po zaledwie dwóch latach użytkowania koszt pozyskania wody przy pomocy tego systemu staje się niższy niż koszt zakupu zwykłej wody butelkowanej.
Dla obszarów dotkniętych chronicznym brakiem zasobów słodkowodnych, takich jak Bliski Wschód, liczne kraje afrykańskie czy regiony Kalifornii w Stanach Zjednoczonych, stanowi to perspektywę fundamentalnej zmiany w zarządzaniu kryzysem wodnym.
Dotychczas stosowane na świecie metody odsalania wody morskiej, oparte głównie na procesach termicznych oraz odwróconej osmozie, od lat zmagały się z poważnymi barierami technologicznymi i ekologicznymi. Są to technologie niezwykle energochłonne, co przekłada się na wysokie koszty operacyjne oraz znaczny ślad węglowy, zwłaszcza gdy energia wymagana do ich zasilania pochodzi ze spalania paliw kopalnych.
Powstawało w ten sposób błędne koło, w którym próby rozwiązywania problemu braku wody napędzały zjawiska odpowiedzialne za zmiany klimatyczne. Wcześniejsze koncepcje wykorzystania energii słonecznej do odsalania cechowały się z kolei niską wydajnością oraz trudnościami w rozszerzaniu działań na większą skalę. Chińskie osiągnięcie przełamuje te ograniczenia, oferując metodę bezemisyjną, wysoce wydajną i niedrogą w eksploatacji.
Możliwości praktycznego zastosowania opisanego wynalazku sięgają znacznie dalej niż jedynie zaspokajanie podstawowych potrzeb pitnych ludności. Kluczowym obszarem jest rolnictwo, które globalnie odpowiada za największe zużycie słodkiej wody. W ramach prób terenowych woda uzyskana z urządzenia słonecznego została wykorzystana do nawadniania upraw na poletku o powierzchni 5 m2.
Wyniki eksperymentu potwierdziły, że tak uzyskana woda z powodzeniem wspierała pełny cykl wzrostu różnorodnych warzyw, w tym szpinaku, kukurydzy oraz kapusty pekińskiej. W dobie narastających susz, które niszczą plony i prowadzą do widma głodu w wielu regionach świata, możliwość taniego nawadniania pól odsoloną wodą morską może okazać się fundamentem bezpieczeństwa żywnościowego.
Równie obiecująco przedstawia się perspektywa wykorzystania nowej metody w branży technologicznej. Nowoczesne centra danych nie mogą stosować surowej wody morskiej do chłodzenia, ponieważ zawarte w niej sole i minerały wywołują korozję oraz prowadzą do szybkiego uszkodzenia wrażliwego sprzętu. Tanie i masowe odsalanie słoneczne pozwala na produkcję wody pozbawionej domieszek, co umożliwia chłodzenie serwerowni bez konieczności uszczuplania lokalnych zapasów wody słodkiej, stanowiących źródło wody pitnej dla okolicznych mieszkańców.
Wszystko brzmi pięknie i w dłuższej perspektywie naukowcy będą pracować nad sensownym wdrożeniem tej technologii. Ważne jest jednak, aby pamiętać, że byłoby niedopuszczalne wstrzymywać inne prace nad minimalizowaniem obecnych skutków oraz powstawania zmian klimatycznych.
Skuteczna metoda odsalania wody jest doskonałą wiadomością, lecz wszelkie prace muszą iść wielotorowo: zmiana podejścia do życia, większa świadomość troski o świat wokół nas, niemarnowanie pożywienia oraz wody, a także trzeba zacząć ciągnąć do odpowiedzialności megakorporacje przyczyniające się do postępującego kryzysu.
Źródło: bgr