ความหวังใหม่ นักวิจัยจีนประดิษฐ์อุปกรณ์แยกเกลือจากน้ำเค็มด้วยแสงอาทิตย์

ปัจจุบัน หลายพื้นที่ของโลก โดยเฉพาะประเทศยากจนมีสภาพอากาศที่แห้งแล้งและผู้คนยังคงขาดแคลนอาหารและน้ำซึ่งเป็นทรัพยากรหลักในการดำรงชีวิต ภาวะโลกร้อนและการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศได้ทำให้สถานการณ์แย่ลงไปอีก เกษตรกรไม่สามารถทำการเกษตรได้ สัตว์เลี้ยงเริ่มล้มตายไปทีละหลาย 10 ตัว เด็กๆร้องไห้เพราะหิวโหย และน้ำตาของผู้เป็นพ่อเป็นแม่ที่ไม่สามารถช่วยเหลือครอบครัวให้กินดีอยู่ดีได้

รายงานจากสถาบันความสัมพันธ์ระหว่างประเทศและ UNICEF กล่าวว่า ผู้คนหลายพันล้านคนทั่วโลกไม่สามารถเข้าถึง น้ำสะอาด แม้ว่ารัฐบาลและกลุ่มอาสาต่าง ๆ ได้เข้าช่วยเหลือไปบางส่วนแล้วในพื้นที่อยู่อาศัยซึ่งมีปัญหาเรื่องน้ำ แต่ปัญหาถูกคาดการณ์ว่าจะเลวร้ายลงด้วยผลกระทบที่เป็นอันตรายจากภาวะโลกร้อนและการขยายตัวของจำนวนประชากร

นอกจากนี้ ปัญหาเรื่องน้ำยังส่งผลกระทบต่อสุขภาพของประชาชนที่หันไปดื่มน้ำที่ไม่สะอาดและส่งผลต่อเศรษฐกิจ และการค้าโลก อีกทั้งยังเป็นปัญหาที่จุดประกายความขัดแย้งและการอพยพของประชากรออกนอกประเทศมากขึ้นเรื่อย ๆ โดยเฉพาะประเทศในแถบตะวันออกตอนกลางและทางเหนือของแอฟริกา

ข่าวที่เกี่ยวข้อง

• Solinftec หุ่นยนต์การเกษตรสุดไฮเทค ตัดสินใจได้วันละ 35,000 ครั้ง!

• เทคโนโลยี AI Voice ช่วยวัล คิลเมอร์ ที่ป่วยมะเร็ง พูดได้ ในหนัง Top Gun Maverick

• สตาร์ทอัพอิสราเอลกับนวัตกรรมสุดล้ำ ‘ถนนชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า’

• ญี่ปุ่นพัฒนาหุ่นยนต์แพะ แบกของได้ 100 กิโลกรัม ช่วยให้ชีวิตคนชราง่ายขึ้น

• โซลาร์เซลล์พลังงานกลางคืน นวัตกรรมใหม่เพิ่มทางเลือกพลังงานหมุนเวียน

แม้โลกของเรา มีน้ำครอบคลุมพื้นที่มากกว่า 2 ใน 3 ของพื้นผิวโลก แต่ 97% ของน้ำ คือน้ำเค็ม ความเข้มข้นของเกลือในน้ำทะเลนั้นสูงเกินกว่าที่ร่างกายจะประมวลผลได้ หากคุณดื่มเค็มมากเกินไป ร่างกายจะรู้สึกขาดน้ำและเสียชีวิตลง

สิ่งที่มนุษย์ต้องการคือ น้ำจืดที่สามารถดื่มได้ หลายประเทศอย่างประเทศรายได้ปานกลางไปจนสูงล้วนไม่ประสบปัญหาเหล่านี้เนื่องจากมีตัวกรองและเป็นสวัสดิการของรัฐในการให้ประชาชนเข้าถึงน้ำดื่มได้อย่างง่าย แต่มันไม่ใช่กับคนในประเทศยากจนและในภูมิภาคที่แห้งแล้ง

ดีกว่าแน่นอน ถ้าเราสามารถนำน้ำทะเลจำนวนมหาศาลเหล่านั้นมาทำให้กลายเป็นน้ำดื่มได้ ก็คงจะช่วยเหลือมนุษย์ได้มหาศาล นักวิจัยจีนจึงสร้างความหวังนั้นขึ้นมา ด้วยการประดิษฐ์ อุปกรณ์ที่สามารถแยกเกลือออกจากน้ำได้ด้วยแสงอาทิตย์ โดยใช้ต้นทุนเพียง 138 บาท 

แนวคิดของการประดิษฐ์

ข้อมูลจาก MIT กล่าวว่า แนวคิดพื้นฐานก็คือความร้อนของดวงอาทิตย์ถูกนำไปใช้กับน้ำเค็ม น้ำระเหยจนเหลือเกลือ แล้วไอน้ำจะถูกรวบรวมและควบแน่น และจะแปลงร่างเป็นของเหลว

วิศวกรได้สร้างอุปกรณ์แยกเกลือออกจากแสงอาทิตย์จำนวนนับไม่ถ้วน ซึ่งจะสร้างการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในพื้นที่ที่มีความต้องการมากที่สุด แถมอุปกรณ์เหล่านี้ต้องไม่เพียงแค่ราคาถูกและมีประสิทธิภาพเท่านั้น แต่มันต้องทนทานและใช้งานได้ยาวนานอีกด้วย

แต่อุปกรณ์นี้ยังอยู่ในขั้นตอนการทดสอบการใช้งาน ปัญหาหลักคือเกลือมีแนวโน้มที่จะสะสมในอุปกรณ์เหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนไส้ตะเกียงที่ใช้ดึงน้ำผ่านอุปกรณ์ ไส้ตะเกียงเหล่านี้ทำความสะอาดได้ยาก และเมื่อเวลาผ่านไป การสะสมของเกลือทำให้เราต้องเปลี่ยนไส้ตะเกียงบ่อยๆ

ความท้าทายคือปัญหาการปนเปื้อนของเกลือ ดังนั้นเราจึงเห็นตัวเลขประสิทธิภาพที่น่าดึงดูดใจเหล่านี้ แต่มักถูกจำกัดเพราะมันอายุยืน และเมื่อเวลาผ่านไปสิ่งต่างๆจะเหม็น นักวิจัย Evelyn Wang กล่าว

นักวิจัยจาก MIT และ Shanghai Jiao Tong University ของจีนได้สร้างอุปกรณ์แยกเกลือออกจากแสงอาทิตย์แบบไม่ใช้ไส้ตะเกียงซึ่งใช้การนำพาความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงเพื่อเคลื่อนน้ำ 

การพาความร้อนตามธรรมชาติเป็นการเคลื่อนที่ประเภทหนึ่งที่เกิดขึ้นเมื่อของเหลวมีความหนาแน่นไม่เท่ากัน ในสถานการณ์นั้น ของเหลวมีความหนาแน่นน้อยกว่าจะเพิ่มขึ้น ในขณะที่ของเหลวที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าจะลดลง (เช่นเดียวกับก๊าซ เพราะอากาศร้อนมีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศเย็น อากาศจะเพิ่มขึ้นในขณะที่อากาศเย็นตกลงมา)

แล้วอุปกรณ์นี้ทำงานอย่างไร

อุปกรณ์แยกเกลือออกจากแสงอาทิตย์ใหม่นี้ ประกอบด้วยชั้นกรองหลายชั้น เติมน้ำเกลือในชั้นบนสุด สีดำดึงความร้อนจากดวงอาทิตย์ไปยังชั้นนั้น ทำให้เกิดไอน้ำสะสมตามที่ต้องการ น้ำที่เหลืออยู่ในชั้นนั้นจะมีรสเค็มมากกว่าและมีความหนาแน่นมากเป็นพิเศษ

ชั้นล่างสุดของอุปกรณ์นี้ มีน้ำเค็มมากกว่าชั้นระหว่างมันกับชั้นบนที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อรักษาความร้อนในชั้นบนสุด ในขณะที่ปล่อยน้ำเค็มที่มีความหนาแน่นสูงเลื่อนลงมาผสมกับน้ำเค็มที่มีความหนาแน่นปกติภายใต้พลังของการพาความร้อนธรรมชาติ

ในอนาคต

อุปกรณ์ทำงานเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ติดต่อกันโดยไม่มีร่องรอยของการสะสมของเกลือ แต่เรายังไม่ทราบแน่ชัดว่ามันจะทำงานได้นานแค่ไหน

ทีมงานของ MIT เปิดเผยว่า การผลิตเครื่องแยกเกลือออกจากน้ำด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใหญ่เพียงพอสำหรับความต้องการน้ำดื่มของสมาชิกครอบครัว 4 คน มีค่าใช้จ่ายเพียง 138 บาท (4USD) หากพิสูจน์ได้ว่ามีความทนทาน อาจเป็นวิธีที่ค่อนข้างถูกในการจัดหาน้ำจืดให้กับผู้ที่ต้องการน้ำ

แม้ว่าการทดลองนี้จำสำเร็จหรือไม่ก็ตาม แต่ก็หวังว่าอุปกรณ์นี้จะเป็นจุดเริ่มต้นของการนำไปพัฒนาต่อได้หากไม่สำเร็จ และจะทำให้อุปกรณ์นี้มีประสิทธิภาพมากขึ้นในอนาคตและมันอาจช่วยให้ผู้คนหลายล้านคนทั่วมีคุณภาพชีวิตที่ดีกว่าเดิม

ที่มาข้อมูล

https://bigthink.com/the-future/solar-desalination-water/

https://www.cfr.org/backgrounder/water-stress-global-problem-thats-getting-worse