De planeet heeft een waterprobleem.
Ondanks alle video's die je misschien hebt gezien van woedende rivieren en regenbuien met dubbele cijfers, ligt het grotere gevaar met te weinig, in plaats van te veel water. Het is een van de grote paradoxen van de aarde - een plaats waarvan 70 procent van het oppervlak bedekt is met vloeistof en de dreiging van een enorme droogte wordt geconfronteerd. Volgens de Verenigde Naties zou tegen 2030 bijna de helft van de wereldbevolking te maken kunnen hebben met waterschaarste.
De oplossing, zo lijkt het, zou zijn om ontzilting dramatisch op te voeren, het eeuwenoude proces om zeewater drinkbaar te maken door er zout uit te verwijderen. De methodiek heeft een lange weg afgelegd sinds Griekse zeilers water kookten en de gedistilleerde drinkbare druppels verzamelden. Tegenwoordig zijn er volgens de International Desalination Association bijna 18.500 ontziltingsfabrieken over de hele wereld.
De technologie heeft op sommige plaatsen een grote impact gehad. In Israël bijvoorbeeld, is meer dan de helft van de watervoorziening van het land nu afkomstig van ontziltingsinstallaties, waaronder de ultramoderne Sorek-faciliteit van $ 500 miljoen ten zuiden van Tel Aviv. En vorige maand werd de eerste boerderij ter wereld die op zonne-energie en ontzout water liep, in gebruik genomen in Australië.
Maar ontziltingsinstallaties hebben veel energie nodig, wat betekent dat die aangedreven door fossiele brandstoffen verantwoordelijk kunnen zijn voor een hoog niveau van broeikasgassen. Hun afvalproduct - de pekel verwijderd uit zeewater - kan het leven in zee schaden. En ze kunnen erg duur zijn. De grootste ontziltingsfabriek in de VS opende vorig jaar ongeveer 30 mijl ten noorden van San Diego. Het kostte ongeveer $ 1 miljard om te bouwen.
Een andere aanpak
Shane Ardo geeft toe dat het niet zo lang geleden was dat hij niet heel veel wist over de wereld van ontzilting. Maar Ardo en zijn kleine team van onderzoekers aan de Universiteit van Californië, Irvine, hebben misschien een alternatief gevonden voor grote, dure planten, die niet echt een optie zijn op veel plaatsen waar de behoefte aan zoet water het grootst is, zoals Sub-Sahara Afrika.
Ze onderzoeken of het mogelijk is om containers te produceren van stoffen die, met alleen zonlicht, het zout uit zeewater kunnen verwijderen. “Stel je voor dat je een plastic fles in de oceaan kunt dopen en die container het zout voor je ogen uit het water kunt laten halen, ” legt Ardo uit.
Zo'n magische fles is nog steeds erg hypothetisch, maar op basis van zijn onderzoek gelooft Ardo dat membranen kunnen worden gemaakt die licht kunnen absorberen en vervolgens die zonnefotonen gebruiken om ervoor te zorgen dat zoutionen uit het water bewegen.
"Onze hele samenleving draait op bewegende elektronen, " zegt hij. “We verplaatsen elektronen in draden om veel dingen te laten werken. We weten ook hoe we zonne-energie moeten nemen en omzetten in geactiveerde elektronen en ze gebruiken om dingen te laten draaien. Maar om processen zoals ontzilting aan te sturen, hebt u niet echt elektronen nodig - u hoeft alleen de ionen te verplaatsen en uit het water te halen.
"Er is veel opwinding geweest over wat we doen, " voegt Ardo toe. “Niemand heeft synthetisch kunststof gebruikt om dit soort processen, deze ionische stroomopwekking, aan te sturen. Toen ik het bedacht, leek het op papier redelijk. ”
Op zoek naar antwoorden
Labwerk in de afgelopen jaren zorgde voor meer ondersteuning voor zijn theorie, en vorige week kreeg Ardo's onderzoek een grote boost toen hij door de Gordon and Betty Moore Foundation door de Gordon and Betty Moore Foundation werd benoemd tot 'Moore Inventor Fellow' en een subsidie van $ 825.000 kreeg om het project vooruit te helpen .
Ardo weet dat het nauwelijks zeker is om een container te kunnen ontwikkelen die zout water alleen ontzilt. Maar hij zegt dat hij vastbesloten is het concept te blijven testen.
"Er zijn mensen geweest die hier veel vragen over hebben gesteld en daar ben ik dol op", zegt hij. "Ik wil dat ze me hard pushen. Als ik geen antwoord heb, nou dat is iets dat ik moet onderzoeken. En als iets ons idee gaat breken, wil ik het weten. Ik wil geen tijd besteden aan iets dat een fundamentele reden heeft waarom het verkeerd is. Maar ik denk dat we hier iets hebben. "
Ardo gelooft dat door ontzilting in een relatief kleine container te laten plaatsvinden, misschien zelfs een die iemand kan dragen, je de kosten en de milieu-impact van de conversie van zeewater dramatisch kunt verminderen, en ook een haalbare manier kunt creëren om zoet water te leveren waar ontwikkelbaar land en geld zijn beperkt.
Hij geeft toe dat het moeilijk te voorspellen is wanneer een product als dit daadwerkelijk zou kunnen bestaan. Een van de volgende stappen is dat hij en zijn team vanaf het begin hun eigen polymeren beginnen te maken "nu we een goed idee hebben van wat er moet gebeuren." Hij zegt dat ze kleurstofmoleculen moeten maken die meer licht kunnen absorberen.
"Ik weet niet precies hoe de applicatie eruit ziet, " merkt Ardo op. “Ik heb een algemeen gevoel. Maar het traject is echt opwindend en veelbelovend. Wat ik leuk vind, is dat we hiermee op een nieuwe manier naar deze conversie kunnen kijken. Misschien komen we er met mijn groep niet uit, hoeveel we ook leren. Misschien doet een neurobioloog het.
“Maar ik denk dat we veel kunnen doen. Ik denk dat dit erg kan zijn. '
