გლობალურად 2.2 მილიარდზე მეტ ადამიანს სასმელ წყალზე წვდომა არ აქვს. კალიფორნიიდან ახლო აღმოსავლეთის ჩათვლით, რეგიონები მასიურად ეყრდნობიან ზღვის წყლის გაუფერულების დანადგარებს. თუმცა, არსებული მეთოდები, როგორიცაა უკუოსმოსი და თერმული დისტილაცია, ენერგიასთან ერთად, გარემოსთვის საზიანო ტოქსიკურ ნარჩენს — მარილიან ხსნარს (brine) წარმოქმნის.

როჩესტერის უნივერსიტეტის მკვლევართა ჯგუფმა, პროფესორ ჩუნლეი გუოს ხელმძღვანელობით, შეიმუშავა ინოვაციური სისტემა. ტექნოლოგია მზის ენერგიას იყენებს, არ საჭიროებს ქიმიურ წინასწარ დამუშავებას და სრულად გამორიცხავს ტოქსიკური ნარჩენების წარმოქმნას.

ლაზერული ტექნოლოგია მზის პანელებში

სისტემის გულს წარმოადგენს სპეციალურად დამუშავებული შავი მეტალის პანელები. ფემტოწამიანი ლაზერებით დამუშავების შედეგად, ზედაპირი იძენს ორ უნიკალურ თვისებას: ის შთანთქავს მზის თითქმის მთლიან სპექტრს და ფლობს „სუპერ-შემწოვ“ უნარს. ეს უკანასკნელი ზღვის წყალს პანელის ზედაპირზე თხელ ფენად ანაწილებს.

მზის სითბოს ზემოქმედებით წყალი ორთქლდება და იხდება, ხოლო მარილი და მინერალები პანელის პასიურ სექციებში გადაინაცვლებს. ეს მექანიზმი უზრუნველყოფს მარილის კრისტალების დაგროვების თავიდან აცილებას, რაც ხშირად აზიანებს ტრადიციულ დანადგარებს.

„ყავის რგოლის ეფექტი“ და მინერალების მოპოვება

ნამდვილი ზღვის წყალი რთული შემადგენლობისაა. მაგნიუმისა და კალციუმის მარილები ხშირად ქმნიან მყარ ნადებს, რაც სისტემებს ბლოკავს. მეცნიერებმა ამ პრობლემის გადასაჭრელად „ყავის რგოლის ეფექტი“ გამოიყენეს — პრინციპი, როდესაც აორთქლებისას ნაწილაკები კიდეებისკენ მიემართება.

მკვლევარებმა პანელებზე მიკროსკოპული ღარები დაიტანეს, რაც მარილებს აქტიური ზონიდან პასიურ ზონაში განდევნის. შედეგად, სისტემა თავისით იწმინდება, ხოლო დაგროვილი მარილი მყარ ფორმაში რჩება. ეს კი შესაძლებელს ხდის მინერალების, მათ შორის ლითიუმის მოპოვებას.

ლითიუმი, რომელიც ელექტრომობილების ელემენტებისთვისაა აუცილებელი, ტრადიციულად რთული და ეკოლოგიურად მავნე გზით მოიპოვება. ლაზერით დამუშავებულ ზედაპირზე წყალბადის ტიტანატის ნანონაწილაკების დამატებით, მეცნიერებმა შეძლეს ზღვის წყლიდან ლითიუმის სელექციური გამოყოფა. იუტას „დიდი მარილიანი ტბის“ წყალზე ჩატარებულმა ცდებმა აჩვენა, რომ შესაძლებელია ლითიუმის მარაგის 50%-ის აღდგენა.

პროფესორი გუო მიიჩნევს, რომ ეს ტექნოლოგია მასშტაბირებადია. მისი დანერგვა არა მხოლოდ სასმელი წყლის კრიზისის მოგვარებაში დაეხმარება მსოფლიოს, არამედ კრიტიკულად მნიშვნელოვანი მინერალების მდგრადი მოპოვების ახალ წყაროს გააჩენს.