På verdensplan mangler omkring 850 millioner mennesker adgang til rent drikkevand. Forurenet vand overfører en lang række sygdomme, herunder kolera, dysenteri og tyfus, hvilket forårsager mere end en halv million dødsfald om året.
Forskere ved universitetet i Buffalo har udviklet en solvandsrenser, de håber, at de kan desinficere vand hurtigere, billigt og effektivt end andre modeller.
”Solenergi er stort set gratis, ” siger Qiaoqiang Gan, en professor i teknik, der ledede forskningen. "I nogle lande i tropiske områder mangler de ressourcer, men de har en overflod af solenergi."
Designet ligner mere eller mindre som et lille telt i A-ramme. Sort kulstofdyppet papir er draperet over en trekantet form og sættes oven på vandet. Kanterne på papiret går i vandet og blødgør det op som en svamp. Det er en modernisering af den gamle teknologi fra solen, der bruger solenergi til at fordampe vand og efterlade forurenende stoffer. Vanddampen afkøles, kondenseres og kan opsamles. Gans team forbedrede designen af solen stadig, hvilket gjorde det mere effektivt ved at give det en skrå form - dette holder papiret køligt, da lyset rammer det i skrå i stedet for direkte. Da papiret forbliver under den omgivende temperatur, trækker det varme fra dets omgivelser, hvilket kompenserer for tabet af solenergi under fordampningsprocessen.
Enheden kan fordampe ca. 2, 2 liter vand i timen for hver kvadratmeter papir, der rames af solen. Dette er mere effektivt end andre sol-drevne vandrensere, siger Gan.
Forskningen blev beskrevet i et papir, der blev offentliggjort tidligere i denne måned i tidsskriftet Advanced Science . Arbejdet, finansieret af National Science Foundation, var et samarbejde mellem University in Buffalo, University of Wisconsin-Madison og Fudan University in China. De første forfattere på papiret var Haomin Song og Youhai Liu.
Forskerne Qiaoqiang Gan, Zongmin Bei og Haomin Song var blandt forfatterne af den nye undersøgelse. De tre ingeniører og deres kolleger arbejder for at bringe solen stadig til dem, der har brug for det gennem deres opstart, Sunny Clean Water. (Douglas Levere / Universitetet i Buffalo) Gan og hans kolleger har oprettet et firma til kommercialisering af teknologien. Deres prototype kan kondensere og opsamle mellem 10 og 20 liter hver dag under fulde solforhold, siger Gan. Da den gennemsnitlige voksne kvinde har brug for ca. 2, 7 liter væske om dagen, og den gennemsnitlige mand har brug for ca. 3, 7, hvoraf ca. 80 procent stammer fra drikkevarer, kan stillen stadig i teorien give nok daglig drikkevand til en familie. Gan anslår, at det vil koste omkring $ 200 og vil være tilgængeligt inden for et år eller deromkring.
Gan håber, at enheden vil være billigere end lignende teknologier, der er udviklet i de senere år, hvoraf mange er afhængige af dyre nanomaterialer. Stanford-forskere har oprettet et lille vandfilter ved hjælp af "nanoflakes" af molybdæn. Flere virksomheder har set på at bruge nanocellulose til vandbehandling, mens en tanzanisk ingeniørs nanofilter vandt den afrikanske innovationspris fra Det Forenede Kongerige Royal Academy of Engineering. I modsætning hertil bruger solen stadig billigt og bredt tilgængeligt carbonpapir.
Enheden kan bruges på enhver form for vandoverflade - en sø, en dam, et kar, endda havet. Men hvordan det fungerer afhænger af indstillingen.
”Den største udfordring er, at forskellige mennesker i forskellige områder har lokale behov, ” siger Gan, der netop vendte tilbage fra en faktaindsamlingsrejse til Argentina. ”Især hvis kildevandskvaliteten er meget anderledes.”
For eksempel, hvis stillheden bruges på havet, vil salt til sidst ophobes på overfladen. Denne og andre designudfordringer arbejdes stadig på.
Det stille kan fjerne næsten 100 procent af bakterier, vira og organiske forbindelser som arsen, siger Gan. Det klarer sig mindre godt med visse flygtige kemikalier, herunder visse pesticider, der fordampes med vandet i stedet for at blive efterladt.
”Det ser ud til, at det har nogle alvorlige løfter om det, ” siger Desmond Lawler, en ingeniørprofessor ved University of Texas i Austin, om systemet.
Lawler siger, at en hovedovervejelse vil være luftfugtigheden i det miljø, hvor det stille bruges. Under meget fugtige forhold - tænk Caribien efter en orkan - er det meget sværere at fordampe vand. Holdet bliver nødt til at tage dette i betragtning, når de designer systemer til specifikke placeringer.
Selvom han ikke forestiller sig, at systemet kan erstatte mere permanente rent vandkilder, siger Advokat, at han finder systemets enkelhed lovende.
”Et lille system, der kan skabe drikkevand til en familie, ” siger Lawler. ”Det er meget spændende at tænke på, især i nødsituationer.”
