Nhóm nghiên cứu tại Học viện Quân y đã chế tạo được hệ thống thu hồi nước đa tầng từ không khí, có triển vọng cung cấp nước sạch cho những vùng đặc thù như hải đảo.

Hệ thống này bao gồm ba bộ phận chính: bơm nước sử dụng năng lượng gió, màng chuyển đổi quang nhiệt đa tầng làm từ hạt cầu carbon và bộ phận thu hồi nước ngưng tụ. Tất cả các bộ phận này đều được thiết kế tối giản, chi phí thấp, dễ chế tạo và phù hợp với điều kiện thực tế vùng đảo.

Khi thiết bị hoạt động, bộ phận bơm nước sử dụng cánh quạt và piston để đưa nước lên các tầng màng quang nhiệt ở độ cao khác nhau, tạo nên một thiết kế khác biệt, chưa từng được tích hợp trong các công nghệ thu hồi nước trước đây. Nguyên lý hoạt động của thiết bị giúp tăng hiệu suất bay hơi lên hơn 1,2 lít/m2/giờ mà không cần phải tạo ra những cấu trúc màng bay hơi phức tạp và sử dụng vật liệu chuyển đổi quang nhiệt giá thành cao. Hơn nữa, để tăng lượng nước thu hồi chỉ cần tăng số tầng bay hơi mà không cần tăng kích thước của hệ, giúp giảm diện tích lắp đặt.

Về mặt công nghệ, hệ thống áp dụng các vật liệu chuyển đổi quang nhiệt - hạt cầu carbon, có hiệu suất chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành nhiệt cao, dễ chế tạo và chi phí rẻ. Thiết kế màng đa tầng tối ưu hóa góc chiếu sáng và phản xạ ánh sáng giữa các tầng, kết hợp với vật liệu xốp melamine giữ nước, thể hiện sự tiên tiến trong việc nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng tự nhiên. Thiết bị không phụ thuộc vào điện lưới hay nhiên liệu hóa thạch mà vẫn đạt hiệu suất ổn định trong điều kiện gió biển 3-7 m/s và bức xạ mặt trời 5-7 kWh/m2/ngày, phù hợp với điều kiện tự nhiên và cơ sở hạ tầng hạn chế của các vùng biển đảo nơi người dân thường xuyên đối mặt với tình trạng thiếu nước ngọt nhưng lại có nguồn năng lượng tự nhiên rất dồi dào, đặc biệt là ánh sáng mặt trời và gió biển.

Hệ thu hồi nước đa tầng được chứng minh tính hiệu quả thông qua khả năng sản xuất nước sạch tối ưu trong điều kiện thực tế. Hệ thống đạt hiệu suất thu hồi hơn 1,2 lít/m2/giờ. Theo nhóm nghiên cứu, trong điều kiện thử nghiệm tại tốc độ gió 3-7 m/s - mức phổ biến ở vùng biển đảo Việt Nam - hệ thống bơm được 15-25 lít nước/giờ, duy trì hoạt động ổn định mà không phụ thuộc vào điện lưới. So với các phương pháp khử muối như thẩm thấu ngược hay chưng cất nhiệt, hệ thống không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn giảm tổn thất nhiệt và không tạo nước thải muối đậm đặc, nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên và bảo vệ môi trường.

Thiết bị hiện chưa được triển khai rộng rãi trong cộng đồng nhưng được đánh giá có tiềm năng phát triển, mở ra hướng đi mới trong công nghệ xử lý nước sạch và ứng dụng năng lượng tái tạo. Hệ thống có thể thay đổi thiết kế, tăng số lượng tầng màng quang nhiệt, từ đó nâng cao hiệu suất thu hồi nước để đáp ứng nhu cầu ở quy mô lớn hơn, từ cộng đồng dân cư nhỏ đến các khu công nghiệp ven biển.

N.P.D (tổng hợp)