Tekniken i korthet – material och effektiv avdunstning
Kärnan i tekniken är materialet La0.7Sr0.3MnO3, en svart oxid som tillhör perovskitkristallfamiljen (en typ av kristallstruktur). Materialet fungerar som en fototermisk komponent och omvandlar effektivt ljus till värme. Strontium i materialet spelar en viktig roll genom att minska det elektroniska gapet och därigenom förbättra absorptionsförmågan för solljus.
I kristallen främjar defekt-tillstånd icke-radiativ rekombination, där elektroner och hål möts och genererar värme i stället för ljus. Denna värme driver avdunstningsprocessen där den gör mest nytta — vid gränsytan mellan vatten och luft.
Under laboratorieförhållanden visade infraröd bildbehandling en betydande temperaturökning på den övre ytan, från cirka 27,8 °C till 47,2 °C på bara en timme, medan det omkringliggande vattnet höll sig nära rumstemperatur. Denna termiska prestanda förklarar anordningens höga vattenproduktion på cirka 3,42 liter per kvadratmeter i timmen, jämfört med 0,59 liter per kvadratmeter i timmen för rent vatten och 1,02 liter per kvadratmeter i timmen för en enkel glasfiber-membran.
Smart design för salthantering och vattentransport
Prototypen erbjuder inte bara hög avdunstningseffektivitet utan också goda antifouling-egenskaper. Vattnet transporteras genom mycket små kanaler i membranet via kapillärkraft, och ytspänning driver flödet uppåt genom små porer. Designen ser till att saltet koncentreras vid kantområdena, vilket förhindrar att det samlas i det aktiva området och därigenom förlänger systemets drifttid och tillförlitlighet.
Saltet kan sedan kristalliseras och samlas in, vilket möjliggör en process med Zero Liquid Discharge (ZLD) (dvs. ingen flytande rest).
Fälttester och vad som väntar
Utomhustester i vinterförhållanden verifierade teknologins kapacitet. Fyra små moduler producerade tillsammans cirka 26,1 kg/m² över sex timmar, varav 12,0 liter var rent vatten. Tester gjordes med verkligt havsvatten och visade en konsekvent produktion av vatten som ligger långt under Världshälsoorganisationen (WHO):s riktlinjer för säkert dricksvatten.
Den modulära designen gör det enkelt att skala upp och underhålla systemet — moduler kan läggas till eller bytas ut beroende på lokala vattenbehov.
Global användbarhet och framtidsutsikter
Den ständiga globala bristen på säkert dricksvatten — där en av fyra människor fortfarande saknar tillgång — gör den här typen av innovation särskilt relevant. Genom att utnyttja naturligt solljus erbjuder tekniken en prisvärd och energieffektiv lösning för områden med mycket sol men begränsad tillgång till elektricitet.
Eftersom tillverkningen inte är beroende av sällsynta material eller extremt snäva toleranser går apparaten att tillverka och distribuera relativt enkelt som en direkt åtgärd mot den globala vattenbristen.
Denna solanordning är ett betydande steg framåt i arbetet att ge rent dricksvatten globalt. Genom att erbjuda hållbara, effektiva och lättillgängliga avsaltningslösningar visar forskningen hur man kan ta ett viktigt steg mot att lösa en av vår tids stora utmaningar. Den potentiella nytta för samhällen utan tillgång till säkert dricksvatten kan bli banbrytande.
