Sau hơn 2 năm nghiên cứu và thử nghiệm tại Hà Nội và triển khai thử nghiệm tại một số địa phương khan hiếm nước ngọt ven biển của Bến Tre và Thừa Thiên Huế, đến nay nhóm tác giả tại Viện Hoá học đã ứng dụng thành công vật liệu chuyển pha trữ nhiệt vào công nghệ cất nước ngọt từ nước biển bằng năng lượng mặt trời, đạt 6-8 lít/m2/ngày, gấp đôi so với công nghệ truyền thống.
Hoạt động ngay cả khi tắt nắng
Giải thích về bản chất vật liệu chuyển pha trữ nhiệt, PGS. Ts Nguyễn Tiến Tài cho biết, vật liệu chuyển pha trữ nhiệt có rất sẵn trong tự nhiên, ví dụ như sáp ong. Ban ngày khi trời quá nóng, nhiệt độ cao hơn bình thường, sáp ong sẽ hấp thụ nhiệt và chuyển từ thể rắn sang thể mềm, giữ cho nhiệt độ tổ ong không tăng. Ban đêm, khi trời lạnh, sáp ong sẽ giải phóng nhiệt lượng đã trữ ban ngày và chuyển ngược lại từ thể mềm về thể rắn. Nhờ vậy, tổ ong luôn có nhiệt độ ổn định.
Công nghệ cất nước ngọt từ nước biển bằng năng lượng mặt trời cũng như công nghệ tích trữ nhiệt bằng vật liệu chuyển pha là không mới. Nhưng kết hợp 2 công nghệ với nhau là một ý tưởng hoàn toàn mới. Sự kết hợp này cho phép tận thu nhiệt lượng dư thừa khi trời nắng to, nhiệt lượng từ nước thải, từ nước ngọt sản phẩm, một phần nhiệt ngưng tụ để tăng hiệu suất nhiệt của quá trình. Việc thu nhiệt lượng thừa (tích nhiệt) để sau đó tái sử dụng (phóng nhiệt) do vật liệu chuyển pha trữ nhiệt đảm nhiệm, tương tự như hiện tượng nạp – phóng nhiệt của sáp ong. Nhờ vậy, khác với các công nghệ sử dụng năng lượng mặt trời khác hiện có chỉ hoạt động khi có mặt trời, công nghệ mới này cho phép thiết bị tiếp tục hoạt động ngay cả khi trời đã tắt nắng.
Tiềm năng rộng mở
Hiện nay các tác giả của Viện Hóa học đã thiết kế được 6 loại máy chưng cất nước, từ đơn giản tới phức tạp, phù hợp với từng điều kiện cụ thể, đáp ứng quy mô tập thể và hộ gia đình. Vật liệu chế tạo thiết bị rất thông dụng, dễ tìm mua trên thị trường như kính dày 3mm, nhôm lá, nhôm thanh, sắt không gỉ, gỗ, xi măng, ống nhựa. Vật liệu chuyển pha trữ nhiệt cũng rất thông dụng có nguồn gốc Paraphin. Theo đánh giá sơ bộ độ bền của thiết bị có thể đạt từ 5-10 năm.
Nước ta có nhiều vùng biển, nhất là phía Nam và vùng hải đảo xa xôi, có nắng quanh năm nên tiềm năng sử dụng năng lượng mặt trời là rất lớn. Hơn nữa, công nghệ này còn có ưu điểm là có thể sử dụng với các loại nguồn nước nhiễm phèn, đục bẩn, nhiễm hóa chất,...
Với đầu tư duy nhất ban đầu khoảng 1triệu đồng/m2 (khoảng 2 triệu đồng với 1 hộ gia đình 4-5 người) còn khá cao so với thu nhập của người dân tại các vùng khó khăn. Tuy nhiên, theo ông Tài, giá thành có thể sẽ giảm đáng kể nếu sản xuất với số lượng lớn, đặc biệt khi người dân tự chế tạo bằng các vật liệu sẵn có ở địa phương vì công nghệ này tương đối đơn giản, dễ chế tạo.
Trong thời gian tới, nhóm tác giả định hướng tiếp tục nghiên cứu để giảm giá thành, hoàn thiện công nghệ và mong muốn quảng bá hoặc chuyển giao công nghệ cho các địa phương để nó thực sự đi vào cuộc sống.