Wetenschappers hebben een systeem ontwikkeld dat zeewater razendsnel omzet in drinkbaar water, en de opbrengst ligt nu al tien keer hoger dan conventionele methodes.
Onderzoekers van het Ulsan National Institute of Science & Technology (UNIST) hebben een nieuwe technologie ontwikkeld die zonlicht gebruikt om zeewater te verdampen en direct drinkbaar te maken. In plaats van externe elektriciteit te gebruiken, zet deze aanpak zonne-energie om in warmte, waardoor het proces volledig duurzaam is en minimale CO2-uitstoot veroorzaakt.
Volgens de studie, gepubliceerd in Advanced Energy Materials, combineert het systeem een geavanceerd fotothermisch materiaal met een slim ontworpen verdamper, waarmee een indrukwekkende verdampingssnelheid van 3,4 liter per vierkante meter per uur wordt bereikt. Dat is bijna tien keer hoger dan bij conventionele zonne-ontzilting.
Hoe het werkt
De kern van de technologie is het oxide-perovskiet La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO), dat zonlicht efficiënt omzet in warmte. Het materiaal vormt zogenaamde intra-band trap states, waardoor foto-geëxciteerde elektronen en gaten energie vrijgeven als warmte in plaats van licht. Dit verhoogt de verdampingssnelheid aanzienlijk.
Een van de grootste uitdagingen bij zonne-ontzilting is zoutafzetting op het oppervlak, wat efficiëntie en duurzaamheid beperkt. Het UNIST-team ontwikkelde een inverse-L-vormige verdamper met een eenrichtings-waterstroom. Het ontwerp duwt zout actief naar de randen waardoor het oppervlak schoon blijft. Zelfs bij extreem zoute oplossingen blijft de verdamping zo stabiel.
Een praktische oplossing voor de watercrisis
Wereldwijd kampen miljoenen mensen met een tekort aan schoon drinkwater. Traditionele ontziltingstechnieken zijn vaak energie-intensief en duur. Dit nieuwe systeem werkt volledig elektriciteitsvrij en kan relatief eenvoudig opgeschaald worden.
Dr. Saurav Chaule, hoofdauteur van de studie, benadrukt het potentieel: “Het inverse-L-vormige ontwerp biedt een duurzame manier om drinkwater te produceren en opent ook mogelijkheden voor milieuvriendelijke zoutwinning.”
Professor Ji-Hyun Jang voegt toe: “Door innovatieve materiaalkunde te combineren met slimme structuurontwerpen hebben we een kosteneffectief prototype ontwikkeld dat 3,4 liter water per uur per m² produceert. Dit is een praktische stap richting schaalbare oplossingen voor wereldwijde watertekorten.”
Toekomstperspectief
Het onderzoeksteam suggereert dat een robuuste versie van het systeem in de toekomst kan bestaan uit een groot aantal van deze inverse-L-vormige verdampers in één modulair systeem. Daarmee kan de technologie grootschalig worden ingezet langs kusten of in droge regio’s, met potentie voor zowel drinkwaterproductie als duurzame zoutwinning.
Met een verdampingssnelheid die conventionele zonne-ontzilting ruimschoots overtreft en een ontwerp dat langdurige werking mogelijk maakt, biedt dit prototype een veelbelovende stap naar betaalbare en duurzame waterproductie wereldwijd.
