Công nghệ mới tạo 500 lít nước mỗi ngày từ không khí khô, mở hướng giải quyết khủng hoảng nước

Trong bối cảnh nhiều quốc gia đối mặt với tình trạng khan hiếm nước ngày càng nghiêm trọng, một công nghệ mới có khả năng khai thác nước trực tiếp từ không khí đang thu hút sự quan tâm. Nhà phát triển cho biết thiết bị có thể tạo ra tới 500 lít nước mỗi ngày, mở ra thêm lựa chọn cung cấp nước cho những khu vực thiếu nguồn nước sạch.

Ngày 30/7, tại Barcelona (Tây Ban Nha), công ty công nghệ khí hậu Ahbstra đã ra mắt thiết bị mang tên ARK. Theo giới thiệu của doanh nghiệp, đây là hệ thống hoạt động theo cơ chế "cắm và chạy", không đòi hỏi hạ tầng phức tạp, có thể bổ sung nước cho giếng, bể chứa hoặc kết nối trực tiếp với hệ thống cấp nước của các tòa nhà.

Công nghệ thu nước từ không khí

Điểm nổi bật của ARK nằm ở việc sử dụng vật liệu khung kim loại - hữu cơ (Metal-Organic Frameworks - MOF), một loại vật liệu có cấu trúc chứa vô số lỗ rỗng siêu nhỏ, tạo diện tích bề mặt rất lớn để hấp phụ các phân tử.

Nhờ đặc tính này, MOF có thể giữ lại hơi nước ngay cả khi độ ẩm không khí ở mức thấp. Sau khi vật liệu hấp phụ đủ lượng hơi nước, hệ thống sẽ cung cấp nhiệt ở mức vừa phải để giải phóng nước và thu hồi dưới dạng nước lỏng.

Khác với các máy tạo nước từ không khí truyền thống phải làm lạnh không khí đến điểm sương để hơi nước ngưng tụ, công nghệ MOF không phụ thuộc vào quá trình làm lạnh sâu. Vì vậy, thiết bị vẫn duy trì hiệu quả ở những khu vực có khí hậu nóng và khô, đồng thời tiêu thụ ít năng lượng hơn.

Bên cạnh vật liệu MOF, Ahbstra còn tích hợp công nghệ lò phản ứng hạt lơ lửng do doanh nghiệp tự phát triển. Trong quá trình vận hành, các hạt MOF luôn chuyển động, giúp tăng diện tích tiếp xúc với luồng không khí và nâng cao hiệu suất thu giữ hơi nước.

MOF là thành quả của nhiều thập kỷ nghiên cứu của các nhà khoa học Susumu Kitagawa (Đại học Kyoto), Richard Robson (Đại học Melbourne) và Omar M. Yaghi (Đại học California, Berkeley). Loại vật liệu này hiện được nghiên cứu cho nhiều ứng dụng như thu giữ carbon dioxide, xử lý ô nhiễm nguồn nước và khai thác nước từ khí quyển.

Ra đời từ bài toán khan hiếm nước

Ý tưởng phát triển ARK bắt nguồn từ trải nghiệm của doanh nhân người Anh Hashem Arouzi tại đảo Ibiza (Tây Ban Nha). Ông cho biết nhiều năm khai thác quá mức cùng tình trạng hạn hán kéo dài và nước biển xâm nhập đã khiến các giếng nước trên đảo dần cạn kiệt. Trong khi đó, hàng chục nghìn ngôi nhà tại Ibiza vẫn chưa được kết nối với hệ thống cấp nước tập trung và phải phụ thuộc vào nước giếng hoặc xe bồn.

Theo Arouzi, tình trạng này không chỉ diễn ra ở Ibiza mà còn xuất hiện tại nhiều khu vực khác trên thế giới, nơi hàng triệu hộ dân đang phải đối mặt với áp lực thiếu nước nhưng chưa có giải pháp bền vững.

Chưa thể thay thế các giải pháp cấp nước truyền thống

Theo Cơ quan Môi trường châu Âu (EEA), khoảng 30% dân số khu vực Nam Âu đang sống trong điều kiện căng thẳng về nguồn nước. Ông Richard Perkin, Giám đốc Công nghệ của Ahbstra, cho rằng việc thích ứng với biến đổi khí hậu cần kết hợp nhiều giải pháp như tiết kiệm nước, tái sử dụng nước, đầu tư hạ tầng và khai thác các nguồn nước mới.

Theo ông, công nghệ thu nước từ không khí sẽ là một mắt xích quan trọng trong hệ thống giải pháp này, đặc biệt tại những khu vực nguồn nước mặt và nước ngầm đang suy giảm. Tuy nhiên, công nghệ vẫn còn những hạn chế nhất định. Thiết bị ARK hiện có giá khoảng 150.000 bảng Anh, tương đương hơn 530 triệu đồng, khiến khả năng tiếp cận của người dùng phổ thông còn hạn chế.

Bên cạnh đó, đến nay vẫn chưa có các nghiên cứu khoa học độc lập được bình duyệt đánh giá đầy đủ về hiệu quả vận hành, độ bền cũng như chi phí khai thác trong điều kiện thực tế. Vì vậy, giới chuyên môn cho rằng cần thêm thời gian để kiểm chứng trước khi công nghệ này có thể được triển khai trên quy mô rộng.

Ứng dụng công nghệ viễn thám để giám sát chất lượng không khí trên phạm vi cả nước