Birleşmiş Milletler verilerine göre 2,2 milyar insan güvenli suya erişemezken, geleneksel arıtma yöntemleri yüksek enerji tüketimi ve tuzlu su atığıyla ekosistemleri tehdit ediyor. Rochester Üniversitesi bilim insanları tarafından geliştirilen yeni nesil güneş enerjili ve lazer teknolojili sistem ise deniz suyunu çevreye zarar vermeden tatlı suya dönüştürüp mineralleri geri kazanıyor.
Birleşmiş Milletler (BM) verilerine göre küresel ölçekte 2,2 milyar insan hâlâ güvenli içme suyuna erişmekte sıkıntı yaşıyor. Kuraklık riskinin her geçen gün giderek arttığı günümüzde, bu durumla mücadele etmek için deniz suyunu arıtma sistemleri stratejik bir yatırım alanına dönüşmüş durumda. Fakat geleneksel ters ozmoz ve termal damıtma teknolojileri, yüksek enerji tüketiminin yanı sıra ekosistemlere zarar veren yüksek konsatrasyonlu sıvı tuzlu su atığı ürettiği için endişelerin odağında yer alıyor.
Bu soruna çözüm bulmak için harekete geçen Rochester Üniversitesi Optik Enstitüsü’ndeki araştırmacıları yeni bir sistem geliştirdi. Journal of Materials Chemistry A’da yayımlanan Araştırmaya optik ve fizik profesörü ve Rochester Üniversitesi Lazer Enerji Laboratuvarı’nda kıdemli bilim insanı olan Chunlei Guo liderlik etti.
Guo liderliğinde geliştirilen sistemde femtosaniye lazer teknolojili yeni nesil güneş enerjili sistem ise deniz suyunu tatlı suya dönüştürürken, zararlı tuzlu su üretmek yerine kalan tuzun neredeyse tamamını katı halde uzaklaştırıyor. Güneş enerjisiyle çalışan ve kendi kendini temizleyen bu teknoloji, lityum gibi değerli mineralleri de geri kazanarak, tuzdan arındırma atıklarını potansiyel olarak faydalı bir kaynağa dönüştürebilecek.
“Güneş enerjili sistemler iyi performans gösteriyor”
Çalışmaya ilişkin açıklamada bulunan Optik ve Fizik Profesörü Chunlei Guo, “Daha önceki güneş enerjili termal tuzdan arındırma sistemleri, su ve sodyum klorürden yapılan basitleştirilmiş yapay deniz suyu kullanılarak yapılan laboratuvar deneylerinde genellikle iyi performans göstermişti” dedi.
Su buharlaştığında sodyum klorür kristalleştiğinde, nispeten taneli ve gözenekli bir yapı oluşturma eğiliminde olduğunun belirtildiği çalışmada, suyun bu kristallerin içinden geçmeye devam ederek biriken tuzu çözmeye ve yüzeyin temizlenmesini kolaylaştırmaya yardımcı olduğu belirtildi. Gerçek deniz suyunun çok daha karmaşık bir yapıda olduğuna dikkat çekilen araştırmada, sodyum klorüre ek olarak, magnezyum, kalsiyum ve diğer birçok çözünmüş madde içerir. Bu bileşiklerin bazıları, çok daha az gözenekli olan sert, yoğun tortular halinde kristalleşebileceği ifade edildi. Söz konusu durum ise duş başlığının veya çaydanlığın içinde zamanla biriken mineral tortusuna benzetildi.
Bu birikintiler arttıkça, suyun artık yüzeyde serbestçe akamadığı, bunun da verimliliği düşürerek sonunda sistemi tıkadığını söyleyen Guo ekibi, bu sorunun üstesinden gelebilmek için tuzların ve minerallerin aktif bölgeden uzaklaştırılması ve inatçı bir kabuk oluşturmaması için siyah metalde mikroskobik oluklar tasarladı.
