Van zout zeewater drinkwater maken met behulp van zonne-energie is misschien wel de heilige graal voor het oplossen van het drinkwatertekort in droge kustgebieden. Door de jaren heen zijn verschillende innovaties die dit doel proberen te bereiken de revue gepasseerd. Een veelvoorkomend probleem bij deze apparaten is helaas dat ze verstoppen doordat achtergebleven zout zich ophoopt. Uiteindelijk neemt zo de drinkwaterproductie af en loopt het systeem vast.
Oceaanstromingen
De onderzoekers van het MIT en uit Shanghai hebben nu een apparaat bedacht dat dit probleem overkomt. Daarvoor putten ze inspiratie uit waterstromingen in oceanen: thermohaliene circulatie. Verschillen in dichtheid van water zorgen er namelijk voor dat waterlagen op andere hoogtes stromen.
Gekantelde doos
De wetenschappers bootsten dit proces na in een apparaat dat lijkt op een gekantelde doos die bestaat uit twee verschillende lagen. De bovenkant van de doos bestaat uit een oppervlak dat warmte absorbeert uit zonlicht. In de laag daaronder wordt water verwarmd en verdampt. De zoutvrije waterdamp wordt naar de tweede laag in de doos geleid, waar het afkoelt tot schoon zoutvrij drinkwater.
De slimmigheid is het feit dat de doos gekanteld is. Met behulp van enkele buizen zorgt deze opstelling ervoor dat het water door de verschillende compartimenten blijft stromen. Hierdoor blijft het zoute water circuleren. Zo bezinkt het nergens en kan niks verstopt raken.
Schematische tekening van de werking van de zonne-drinkwaterdoos | Credit: Jintong Gao & Zhenyuan Xu/MITVerschillen in diktes van water
“De waterstromingen die we hier presenteren zijn vergelijkbaar met het fenomeen dat we op kilometerschaal zien in de oceaan”, zegt Zhenyuan Xu, een van de auteurs van het onderzoek. “Wanneer zeewater wordt blootgesteld aan lucht, zorgt zonlicht ervoor dat het water verdampt. Zodra het water het oppervlak verlaat, blijft zout achter. En hoe hoger de zoutconcentratie, hoe dichter de vloeistof. Dit zwaardere water wil naar beneden stromen. Door dit kilometerbrede fenomeen in een klein doosje na te bootsen, kunnen we van deze eigenschap profiteren om zout af te voeren.”
Genoeg water voor een familie
De wetenschappers hebben het systeem op kleine schaal getest en gebruikten met succes zeewater, en zelfs water dat zeven keer zouter is dan dat. Als het systeem wordt opgeschaald, tot een apparaat ter grootte van een kleine koffer, kan het 4 tot 6 liter drinkwater per uur produceren. Ook kan het systeem jaren meegaan voordat onderdelen moeten worden vervangen, zeggen de wetenschappers.
Goedkoper dan kraanwater
Door de hoge potentiële opbrengst van het systeem en het feit dat het geen elektriciteit nodig heeft, durven de onderzoekers zelfs te stellen dat het goedkoper werkt dan de productie van kraanwater in de VS.
