Thiết bị đột phá có thể chiết xuất nước uống sạch trực tiếp từ không khí mà không cần điện

Các kỹ sư Viện Công nghệ Massachusetts, Hoa Kỳ (MIT) vừa chế tạo thành công thiết bị có thể chiết xuất nước uống sạch trực tiếp từ không khí mà không cần điện. Công nghệ này hướng đến những khu vực khan hiếm nước ngọt, nơi các nguồn truyền thống như sông hồ không đáp ứng nhu cầu. Theo thống kê, hiện có hơn 2,2 tỷ người trên toàn cầu thiếu nước sạch, riêng ở Mỹ con số này là 46 triệu người.

Thiết bị này mang tên Atmospheric Water Harvesting Window (AWHW), sử dụng tấm hydrogel đặc biệt có hình dạng như giấy bong bóng màu đen. Những bong bóng hình vòm này hấp thụ hơi nước từ không khí vào ban đêm khi độ ẩm cao. Ban ngày, ánh nắng làm bốc hơi lượng nước tích trữ, hơi nước ngưng tụ trên bề mặt kính rồi chảy qua ống dẫn thành nước uống được.

Điểm ấn tượng là AWHW hoạt động hoàn toàn thụ động, không cần pin hay tấm quang năng. Khi thử nghiệm tại Thung lũng Chết (California) - một trong những nơi khô hạn nhất Bắc Mỹ, tấm panel 1m² thu được 57-161,5ml nước/ngày dù độ ẩm chỉ 21%, vượt trội so với các thiết bị thụ động cùng loại.

"Chúng tôi muốn triển khai công nghệ này ở những vùng khó tiếp cận năng lượng mặt trời", GS. Xuanhe Zhao từ MIT chia sẻ. "Đây là bước đệm để mở rộng quy mô. Người dân có thể lắp nhiều tấm panel song song để cung cấp nước uống thực tế".

Nhóm nghiên cứu còn giải quyết được vấn đề nhiễm mặn - điểm yếu của hydrogel truyền thống. Bằng cách pha glycerol vào hỗn hợp, họ giữ muối lithium chloride nằm nguyên trong gel mà không rò rỉ ra nước thành phẩm. Kết quả kiểm tra cho thấy nồng độ ion lithium dưới 0,06ppm, thấp hơn nhiều ngưỡng an toàn.

Các vòm hydrogel giúp tăng diện tích bề mặt hấp thụ, trong khi lớp phủ polymer đặc biệt trên tấm kính hỗ trợ làm mát để hơi nước ngưng tụ hiệu quả hơn.

"Đây mới chỉ là nguyên mẫu", GS. Chang Liu, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết. "Chúng tôi đang phát triển vật liệu thế hệ mới với tính năng vượt trội hơn, đồng thời nghiên cứu thiết kế đa tấm panel".

AWHW có tuổi thọ tối thiểu 1 năm và hứa hẹn mang lại nguồn nước bền vững cho vùng khí hậu khắc nghiệt. Các nhà khoa học tin rằng một ngày nào đó, hệ thống panel thẳng đứng có thể cấp nước sinh hoạt cho từng hộ gia đình ở vùng sâu vùng xa.