Công nghệ hút nước từ không khí mở lối cho vùng hạn hán

Cuối năm ngoái, Giáo sư Omar Yaghi, người Palestine trưởng thành trong trại tị nạn tại Jordan, được trao giải Nobel Hóa học nhờ phát minh vật liệu khung kim loại – hữu cơ (MOF) có khả năng hấp thụ nước từ không khí, kể cả trong môi trường sa mạc khô hạn.

Từ nền tảng nghiên cứu này, công ty công nghệ Atoco do ông sáng lập đã phát triển thiết bị “biến không khí thành nước”. Hệ thống có kích thước tương đương container vận chuyển 20 feet, tiêu thụ mức năng lượng nhiệt rất thấp và có thể cung cấp tới 1.000 lít nước sạch mỗi ngày cho cộng đồng địa phương. Thiết bị vẫn vận hành hiệu quả trong điều kiện nguồn điện và nước bị gián đoạn bởi hạn hán hoặc thiên tai. Theo Atoco, lượng nước tồn tại trong khí quyển nhiều gấp bảy lần tổng lượng nước của các dòng sông.

Vật liệu khung kim loại – hữu cơ được cấu thành từ các ion kim loại làm “trụ cột”, liên kết với các phân tử hữu cơ dài trên nền carbon. Cấu trúc này tạo thành các tinh thể có khoang rỗng lớn. Nhờ khả năng điều chỉnh cấu trúc, MOF có thể thu giữ và lưu trữ nhiều loại chất khác nhau như nước, hydrogen, CO₂, đất hiếm hay PFAS.

Atoco hiện tập trung vào các giải pháp lưu trữ CO₂ và thu nước từ không khí. Công nghệ này được xem như “phao cứu sinh” đối với người dân tại quốc đảo Grenada ở vùng biển Caribbean – nơi thường xuyên đối mặt với tình trạng thiếu nước do hạn hán và bão lũ.

Grenada bao gồm sáu giáo xứ cùng hai quần đảo. Trong đó, Carriacou và Petite Martinique chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của thiên tai, đồng thời đối diện rủi ro kép từ bão, hạn hán và xói mòn bờ biển. Ông Davon Baker, đại diện chính quyền Carriacou, cho biết công nghệ này đặc biệt phù hợp với bối cảnh địa phương nhờ khả năng hoạt động độc lập với lưới điện và chỉ cần khai thác năng lượng môi trường.

Hai quần đảo vẫn đang khắc phục hậu quả sau cơn bão Beryl năm 2024, đồng thời phải nhập khẩu nước để đối phó mùa khô ngày càng kéo dài và khắc nghiệt. Theo ông Baker, trong chiến lược phục hồi và tăng cường khả năng chống chịu, giải pháp thu nước từ không khí do Giáo sư Yaghi phát triển giúp tháo gỡ nhiều thách thức, nhất là trong bối cảnh hệ thống cấp nước tập trung dễ tổn thương trước bão lớn và mức phát thải carbon còn cao.

Tại thời điểm nhận giải Nobel, Giáo sư Yaghi nhận định phát minh này có thể tạo ra bước ngoặt toàn cầu, đặc biệt hữu ích cho các đảo ở Caribbean – nơi thường xuyên chịu hạn hán. Ông cũng nhấn mạnh công nghệ chiết xuất nước từ không khí là lựa chọn thân thiện với khí hậu và bền vững hơn so với phương pháp khử muối nước biển, vốn có nguy cơ ảnh hưởng hệ sinh thái khi xả nước muối đậm đặc trở lại đại dương.

Tháng trước, một báo cáo của Liên Hợp Quốc cảnh báo thế giới đã bước vào “kỷ nguyên phá sản nước toàn cầu”, khi gần ba phần tư dân số sống tại các quốc gia rơi vào tình trạng thiếu nước hoặc thiếu nước nghiêm trọng.

Báo cáo cho biết khoảng 2,2 tỷ người chưa được tiếp cận nguồn nước uống an toàn; 3,5 tỷ người thiếu hệ thống vệ sinh bảo đảm; và gần 4 tỷ người phải trải qua tình trạng khan hiếm nước nghiêm trọng ít nhất một tháng mỗi năm.

Giáo sư Yaghi lớn lên trong cộng đồng người Palestine tị nạn tại Jordan, sau khi gia đình rời Dải Gaza. Sinh ra trong gia đình có 10 anh chị em, không điện, không nước máy, ông sớm đảm nhận nhiệm vụ gánh nước cho gia đình. Ông nhớ lại thời điểm cộng đồng chỉ được cấp nước một đến hai tuần một lần.

“Tôi vẫn nhớ tiếng hô ‘nước sắp đến’ vang lên khắp khu phố và cảm giác hối hả khi phải nhanh chóng đổ đầy mọi vật chứa trước khi dòng nước ngừng chảy”, ông chia sẻ.

Theo ông, khoa học đã chỉ ra rằng đây là thời điểm cộng đồng toàn cầu cần chung tay giải quyết các thách thức khí hậu. Điều quan trọng nhất hiện nay là sự dũng cảm tương xứng với trách nhiệm, để thế hệ mai sau không chỉ được thừa hưởng công nghệ thu giữ carbon mà còn một hành tinh đáp ứng được những kỳ vọng của họ.

El Nino có thể đẩy Malaysia vào chuỗi ngày nóng nhất lịch sử