Odsalanie wody morskiej bez solanki. Nowa energooszczędna metoda

Nowoczesne urządzenie opracowane przez naukowców z Uniwersytetu Rochester w Stanach Zjednoczonych wykorzystuje energię odnawialną do przekształcania wody morskiej w wodę pitną. Nowa metoda odsalania eliminuje problem produkowania toksycznej solanki, nie wymaga stosowania dodatków chemicznych do wstępnego uzdatniania wody i umożliwia pozyskiwanie litu.

Woda w oceanie jest brudna

Podstawowym problemem tradycyjnych metod odsalania wody morskiej jest ich ślad węglowy – proces jest wysoce energochłonny, a w wielu krajach energia wykorzystywana w nim pochodzi z paliw kopalnych. Opracowano już co prawda instalacje odsalające zasilane elektrowniami fotowoltaicznymi, ale ich działanie wciąż jest dalekie od ideału.

Jak tłumaczy prof. Guo z Instytutu Optyki Uniwersytetu Rochester, większość dotychczasowych metod odsalania w oparciu o fotowoltaikę zakłada, iż woda morska składa się jedynie z wody i chlorku sodu. Podczas parowania sól krystalizuje się, a jej porowate kryształy miały być łatwo usuwalne z paneli PV. W praktyce okazuje się, iż oceany zawierają również związki magnezu i wapnia, które także się krystalizują, tworząc skorupę i utrudniając wodzie przepływ przez instalację.

Nowa metoda odsalania – bez toksycznej solanki

Autorzy artykułu opublikowanego 27 maja br. w czasopiśmie Light: Science & Applications opisują nowatorskie podejście opracowane przez zespół naukowców pod kierownictwem prof. Guo. Przełomowa technologia wykorzystuje panele słoneczne z czarnego metalu, trawionego laserami femtosekundowymi, których powierzchnia doskonale absorbuje światło i skutecznie odprowadza wilgoć.

Cienka warstwa wody morskiej rozprzestrzeniana jest na panelu, który pochłania prawie całe promieniowanie słoneczne, destyluje wodę i odkłada resztki soli oraz minerałów na nieobrobionych, pasywnych stronach panelu, eliminując problem zatykania.

Prof. Guo wyjaśnia, iż wynaleziona przez niego metoda wykorzystuje tzw. efekt pierścienia kawowego: Jeśli upuścisz kawę na powierzchnię, woda w końcu wyparuje, a na zewnętrznej krawędzi pozostanie pierścień, który jest skupiskiem cząsteczek kawy. Używamy tej samej zasady, aby przenieść sole do strefy pasywnej.

Produkcja słodkiej wody pitnej innowacyjną metodą nie wiąże się z powstawaniem solanki (którą trzeba zutylizować), jak w tradycyjnych zakładach odsalania. Jedynym odpadem jest sól w stałym stanie skupienia, łatwa do zebrania z paneli.

Ogromny potencjał odsalania

Zdaniem naukowców z Uniwersytetu w Rochester superwentylujące panele z czarnego metalu mogą być wykorzystywane również do pozyskiwania litu – metalu o kluczowym znaczeniu dla rozwoju baterii i OZE, a którego wydobycie z głębi ziemi stwarza zagrożenie dla środowiska naturalnego. Osadzanie się nanocząsteczek z tytanianu wodoru w drobnych rowkach na powierzchni paneli pozwala na odizolowanie litu od innych soli i minerałów. Przeprowadzono już choćby pierwsze próby z wykorzystaniem wody z Wielkiego Jeziora Słonego – badaczom udało się wyodrębnić około 50 proc. litu z pozostałych po procesie soli.

Nowa metoda odsalania wykorzystuje energię słoneczną i termiczną, jest samoobsługowa i nie wymaga stosowania żadnych chemicznych dodatków. Naukowcy podkreślają, iż system śledzi ruch słońca i pracuje nieprzerwanie przez tydzień, a co najważniejsze – funkcjonuje w realiach prawdziwej, zanieczyszczonej wody morskiej, umożliwiając niemal 100-procentową ekstrakcję soli.

zdj. główne: Nirmal Dharshana/Pexels

Pisząc artykuł, korzystałam z:

Tang, L., Singh, S.C., Wei, R. et al. Additive-free and brine-discharge-free solar-thermal desalination with simultaneous complete mineral mining from ocean water. Light Sci Appl 15, 246 (2026). https://doi.org/10.1038/s41377-026-02315-4