Thử nghiệm ứng dụng của công nghệ hạt nano làm bốc hơi nước

Năm ngoái, các nhà nghiên cứu tại đại học Rice đã công bố một phương pháp làm bốc hơi nước bằng các hạt hấp thụ ánh sáng mặt trời. Lúc này, công nghệ đã có thể được dùng để tạo ra các nồi hấp hoạt động bằng năng lượng mặt trời giúp khử trùng trang thiết bị y tế và xử lý nước thải sinh hoạt.

Dự án cũng đã được quỹ Bill & Melinda Gates tài trợ và hôm nay, theo yêu cầu của chương trình, nhóm nghiên cứu đã tiến hành các thử nghiệm về 2 ứng dụng của công nghệ nói trên.

Như đã đề cập, chìa khóa của công nghệ là các hạt nano có thể làm nóng rất nhanh và bốc hơi nước khi được phơi dưới ánh nắng. Không chỉ với nước ở nhiệt độ thường, công nghệ còn chứng minh được độ hiệu quả khi có thể hoạt động với cả nước đá và đạt được tổng hiệu suất năng lượng đến 24%. Hiệu suất này thậm chí còn cao hơn so với các tấm pin quang điện thương mại thường chỉ có hiệu suất năng lượng khoảng 15%. Mặc dù công nghệ sở hữu tiềm năng để sản xuất điện nhưng các nhà nghiên cứu đã ưu tiên cho các ứng dụng khử trùng và xử lý nước thải sinh hoạt tại những khu vực đang phát triển của thế giới.

Nghiên cứu sinh Oara Neumann (trái) và nhà khoa học Naomi Halas.

"Công nghệ vệ sinh không thật hấp dẫn nhưng nó là một vấn đề lớn liên quan đến sự sống và cái chết của 2,5 tỉ người", Naomi Halas, giám đốc phòng thí nghiệm Nanophotonics (LANP) tại đại học Rice kiêm dẫn đầu dự án cho biết. "Để thực hiện, bạn cần một công nghệ có thể hoàn toàn khác lạ, không quá lớn nhưng phải hoạt động nhanh, dễ sử dụng và không chứa các thành phần nguy hiểm. Hệ thống Solar Steam của chúng tôi có tất cả các yếu tố đó và đây là công nghệ duy nhất mà chúng tôi thấy có thể khử trùng hoàn toàn nước thải".

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm các nồi hấp dùng năng lượng mặt trời cho 2 nội dung thí nghiệm: khử trùng trang thiết bị y tế và xử lý chất thải sinh hoạt. Họ nhận ra rằng nhiệt và áp suất tạo ra bởi hơi nước đủ để tiêu diệt không chỉ hầu hết các vi khuẩn sống kháng nhiệt mà còn bao gồm virus và bào tử.

Oara Heumann - nghiên cứu sinh tại đại học Rice và cũng là người tạo ra các hạt nano hấp thụ ánh sáng cho biết: "Quy trình của chúng tôi rất hiệu quả. Theo yêu cầu của chương trình tài trợ Bill & Melinda Gates, chúng tôi cần phải tạo ra một hệ thống có thể xử lý nước thải sinh hoạt của một gia đình 4 người, 2 lần 1 tuần và các thử nghiệm với nồi hấp đã chứng minh rằng công nghệ có thể đảm nhận được".

Nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ hợp tác với công ty xử lý chất thải Sanivation để sớm thực hiện các thí nghiệm khử trùng nước bằng năng lượng mặt trời tại 3 khu vực ở Kenya, châu Phi.