A tiszta ivóvízellátást sok régióban mindig is alapvető emberi jognak tekintették, de a helyzet a világ számos részén nagyon eltérő. A harmadik világ a tiszta ivóvízért küzd. Egy új lézer alapú alumínium szennyvízelvezetési rendszer segíthet a fejlődő országoknak tiszta víz biztosításában és életmentésben.
A New York-i Rochesteri Egyetem Optikai Intézetének, Subhash Singh által vezetett kutatócsoport úgy véli, hogy a napenergia-alapú víztisztítás lehet a kulcs a fenntartható tiszta víz biztosításához a gyorsan növekvő világpopuláció számára. A tanulmány eredményeit a Nature Sustainability folyóiratban tették közzé.
Az Egészségügyi Világszervezet az átlátszó palackok napsterilizálásához és az átlátszatlan edények hősterilizálásához az ultraibolya sugárzást a víz bizonyos időtartamú tisztítására szolgáló módszerként sorolta fel. A piacon számos olyan rendszer is található, amely a napfényt használja a víz tisztítására. De ezeknek a rendszereknek nyilvánvaló hibái vannak: méretezhetőségi problémák. Előfordulhat, hogy egy olyan rendszer, amely fertőtlenítheti az emberek egy kis csoportját vagy egy családot, egy egész város vagy falu fertőtlenítésénél nem igazán hasznos. A vízfertőtlenítő rendszer kapcsolódó költségeivel együtt 9-ből 1 ember (körülbelül 785 millió ember) nem jut tiszta vízhez. Közülük évente 1 millió ember hal meg tiszta víz hiánya miatt.
A kutatócsoport számos problémát fedezett fel a jelenlegi víztisztítási rendszerrel kapcsolatban, különös tekintettel a napenergiával vezérelt interfész párolgására. Ezek közé tartozik, de nem kizárólag, az interfész-párologtató szolárkövetési határának ellenőrzése, ami azt jelenti, hogy amikor a nap szöge megváltozik, az optikai koncentráció csökken, ami a fertőtlenítési képesség csökkenését eredményezi. Egy másik probléma a blokkoló hatás, amely súlyosan csökkenti a berendezések hatékonyságát.
Mivel a jelenlegi szolársterilizáló rendszer GG-t használ, alulról felfelé haladó&fűtési rendszer, a keletkező energia nagy része a víz és a levegő párolgása révén elvész. Egyes rendszerek ezt a hatékonysági problémát úgy oldják meg, hogy napenergiát termelő rendszert vezetnek be a levegő / víz interfészen. Mivel ez a felület a vízen úszik, nem lehet pontosan elhelyezni, hogy szembenézzen a beeső fénnyel, és az eltömődési problémát súlyosbítja a magvízzel való érintkezés.
Ezenkívül van egy nagyon fontos probléma: a jelenlegi naptisztítók csak a biológiai szennyezést tudják kiküszöbölni. Számos egyéb szennyező anyag is található, különösen a nehézfémek, amelyeket nem kezeltek.
A csapat azt javasolta, hogy szuper vízfelvételű és szuper fényelnyelő felületet használjon a víz napenergiával való fertőtlenítésére. Ez a szuper vízelnyelő és szuper fényelnyelő felület alumíniumból áll, amely könnyen megszerezhető és alacsony költségű.
A hagyományos kezeletlen alumínium azonban nem rendelkezik a vízfelvételhez szükséges porózus tulajdonságokkal. Ezen felül felülete fényvisszaverő, így nem vesz fel fényt. A probléma megoldására a kutatócsoport alumíniumot lézerelt femtoszekundumos lézerimpulzusokkal. Az ezzel a lézeres kezeléssel létrehozott porózus felület lehetővé teszi a víz egyenletes, másodpercenként 2 milliméteres sebességű áramlását a gravitáció hatására. Ez azt jelenti, hogy a víz fertőtlenítés céljából a napelnyelő felületre szállítható.
Ezért ez a porózus felület bármilyen szögben felszerelhető az úszó emelvényre, hogy növelje a napsugarak előfordulását. Ez azt is jelenti, hogy ez a panel csatlakoztatva van a napkövető rendszerhez, hogy nyomon kövesse a nap' pályáját és a fertőtlenítési szintet a legjobb állapotban tartsa.
A kutatók ennek a porózus felületnek a formájára is összpontosítottak, és arra, hogy miként oszlatja el a hőt a vízen keresztül. Megállapították, hogy az U alakú felület minimalizálhatja a vízfelülettel való érintkezést, így ez a jelenleg a legenergiahatékonyabb modell. Eddig a csapat által regisztrált párolgási arány 100% -osan hatékony üzemi állapotban még az ideális felszerelést is meghaladja.
A kutatócsoport nemcsak biológiailag szennyezett vizet, hanem más szennyező anyagokkal, például fémekkel, háztartási és mezőgazdasági hulladékokkal szennyezett vizet is tesztelt. Kutatásaik szerint a víz sűrűsége 4-5 nagyságrenddel csökkent. Teljesítse a WHO biztonságos ivóvízre vonatkozó szabványát.