Maailmanlaajuisesti noin 850 miljoonalla ihmisellä ei ole puhtaan juomaveden saatavuutta. Saastuneella vedellä tarttuu valtava määrä erilaisia sairauksia, mukaan lukien kolera, düsenteeria ja lavantauti, aiheuttaen yli puoli miljoonaa kuolemaa vuodessa.
Buffalon yliopiston tutkijat ovat kehittäneet aurinkovesipuhdistimen, jonka toivotaan voivan puhdistaa vesi nopeammin, halvemmin ja tehokkaammin kuin muut mallit.
"Aurinkoenergia on periaatteessa ilmaista", sanoo tutkimusta johtanut tekniikan professori Qiaoqiang Gan. "Joissakin trooppisten alueiden maissa niillä on resursseja, mutta niissä on runsaasti aurinkoenergiaa."
Suunnittelu näyttää enemmän tai vähemmän kuin pieni A-runkoinen teltta. Musta hiilellä kastettu paperi drapetaan kolmion muotoon ja asetetaan veden päälle. Paperiradan reunat vedessä, liottamalla se sienellä. Se on aurinkoenergian muinaisen tekniikan nykyaikaistaminen, joka käyttää aurinkoenergiaa veden haihduttamiseen ja epäpuhtauksien jättämiseen. Vesihöyry jäähtyy, kondensoituu ja voidaan kerätä. Gan-ryhmä paransi aurinkoenergian suunnittelua tehostamalla sitä entistä tehokkaammalla antamalla sille kaltevan muodon - tämä pitää paperin viileänä, koska valo osuu siihen viistoon eikä suoraan. Koska paperi pysyy ympäröivän lämpötilan alapuolella, se kuluttaa lämpöä ympäristöstään, mikä kompensoi aurinkoenergian menetyksiä höyrystymisprosessin aikana.
Laite voi haihduttaa noin 2, 2 litraa vettä tunnissa jokaisesta auringon osumapaperin neliömetristä. Tämä on tehokkaampaa kuin muut aurinkoenergialla toimivat vedenpuhdistimet, Gan sanoo.
Tutkimusta kuvailtiin aikaisemmin tässä kuussa lehdessä Advanced Science julkaistussa lehdessä. Kansallisen tiedesäätiön rahoittama työ oli Buffalon yliopiston, Wisconsin-Madisonin yliopiston ja Fudan-yliopiston yhteistyötä Kiinassa. Ensimmäiset kirjoittajat olivat Haomin Song ja Youhai Liu.
Tutkijat Qiaoqiang Gan, Zongmin Bei ja Haomin Song olivat uuden tutkimuksen kirjoittajia. Kolme insinööriä ja heidän kollegansa pyrkivät tuomaan aurinkoa edelleen niille, jotka sitä tarvitsevat käynnistyksensä aikana, Sunny Clean Water. (Douglas Levere / Buffalon yliopisto) Gan ja hänen kollegansa ovat perustaneet yrityksen markkinoimaan tekniikkaa. Niiden prototyyppi voi tiivistyä ja kerätä 10 - 20 litraa päivittäin täydessä auringossa, Gan sanoo. Koska keskimääräinen aikuinen nainen tarvitsee noin 2, 7 litraa nestettä päivässä ja keskimääräinen mies tarvitsee noin 3, 7, josta noin 80 prosenttia on peräisin juomista, silti voisi teoriassa tarjota riittävästi päivittäistä juomavettä perheelle. Gan arvioi, että se maksaa noin 200 dollaria ja on saatavissa noin vuoden sisällä.
Gan toivoo, että laite on halvempi kuin viime vuosina kehitetty vastaava tekniikka, joista monet luottavat kalliisiin nanomateriaaleihin. Stanfordin tutkijat ovat luoneet pienen vesisuodattimen, joka käyttää molybdeenin "nanoflakes", useat yritykset ovat tutkineet nanoselluloosan käyttöä vedenkäsittelyssä, kun taas Tansanian insinöörin nanosuodatin voitti Afrikan innovaatiopalkinnon Ison-Britannian kuninkaalliselta tekniikan akatemialta. Päinvastoin, aurinko käyttää edelleen edullista ja laajalti saatavissa olevaa hiilipaperia.
Laitetta voidaan käyttää minkä tahansa tyyppisellä vesipinnalla - järvellä, lampissa, aallossa, jopa valtameressä. Mutta miten se toimii, riippuu asetuksista.
"Suurin haaste on se, että eri alueilla olevilla ihmisillä on paikallisia tarpeita", sanoo Gan, joka palasi vasta arkkitehtuurimatkalle Argentiinaan. "Varsinkin jos lähdeveden laatu on hyvin erilainen."
Esimerkiksi, jos vielä käytetään valtamerta, suola kerääntyy lopulta pintaan. Tämän ja muiden suunnittelun haasteiden parissa työskennellään edelleen.
Silti voi poistaa lähes sata prosenttia bakteereista, viruksista ja orgaanisista yhdisteistä kuten arseeni, Gan sanoo. Se menee huonommin tietyille haihtuville kemikaaleille, mukaan lukien tietyt torjunta-aineet, jotka haihdutetaan veden mukana eikä jää jäljelle.
"Näyttää siltä, että sillä on siihen vakava lupaus", sanoo Austin Texasin yliopiston tekniikan professori Desmond Lawler.
Lawler sanoo, että yksi tärkeä näkökohta on sen ympäristön kosteus, jossa edelleen käytetään. Hyvin kosteissa olosuhteissa - ajattele Karibian merta hurrikaanin jälkeen - on paljon vaikeampaa haihduttaa vettä. Ryhmän on otettava tämä huomioon suunnitellessaan järjestelmiä tiettyihin paikkoihin.
Vaikka hän ei kuvittele järjestelmää korvaavan pysyvämpiä puhtaan veden lähteitä, lakimies sanoo löytävänsä järjestelmän yksinkertaisuuden lupaavaksi.
"Pieni järjestelmä, joka voisi luoda juomavettä perheelle", Lawler sanoo. "On erittäin mielenkiintoista ajatella, etenkin hätätilanteissa."
