เทคโนโลยีการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลใหม่สามารถช่วยดับกระหายได้ทั่วโลก

นักวิทยาศาสตร์แสวงหากลยุทธ์ที่ถูกกว่าในการผลิตน้ำจืดโลกใกล้จะวิกฤตน้ำแล้ว การเปลี่ยนแปลงของปริมาณน้ำฝนที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและความต้องการน้ำที่เพิ่มขึ้นของประชากรโลกที่กำลังเติบโตคุกคามความสามารถของสังคมในการตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้น ภายในปี 2025 องค์การสหประชาชาติคาดการณ์ว่าผู้คน 2.4 พันล้านคนจะอาศัยอยู่ในพื้นที่ที่ขาดแคลนน้ำอย่างรุนแรงซึ่งอาจบังคับผู้คนมากถึง 700 ล้านคนให้ออกจากบ้านของพวกเขาเพื่อค้นหาน้ำภายในปี 2030

ความทุกข์ทรมานจากน้ำเหล่านี้ทำให้ผู้คนกระหายหาน้ำมากกว่าหนึ่งล้านล้านลิตรในมหาสมุทรของโลกและชั้นหินอุ้มน้ำใต้ดินบางแห่งที่มีปริมาณเกลือสูง สำหรับการดื่มหรือการชลประทาน เกลือจะต้องออกมาจากลิตรเหล่านั้นทั้งหมด และในขณะที่การแยกเกลือออกจากทะเลได้ถูกนำมาใช้ในบางพื้นที่ เช่นอิสราเอล และ แคลิฟอร์เนียที่ประสบภัยแล้ง  สำหรับคนส่วนใหญ่ของโลก การกำจัดเกลือถือเป็นการระบายพลังงานที่มีราคาแพงมาก

อย่างไรก็ตาม 

นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรไม่ยอมแพ้ในการแสวงหาโซลูชันการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล เทคโนโลยีที่เป็นพื้นฐานของการแยกเกลือออกจากเกลือสมัยใหม่มีมานานหลายทศวรรษแล้ว “แต่เราไม่ได้ขับเคลื่อนไปในลักษณะที่แพร่หลาย” Yoram Cohen วิศวกรเคมีของ UCLA กล่าว “นั่นคือสิ่งที่เราต้องคิดออก: วิธีทำให้การแยกเกลือออกจากเกลือดีขึ้น ถูกกว่า และเข้าถึงได้ง่ายขึ้น”

นวัตกรรมล่าสุดสามารถลดต้นทุนและทำให้เทคโนโลยีเข้าถึงได้ง่ายขึ้น วัสดุมหัศจรรย์ชนิดใหม่อาจทำให้โรงงานกลั่นน้ำทะเลมีประสิทธิภาพมากขึ้น ดิสก์ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์สามารถทำหน้าที่เป็นน้ำจืดโดยไม่ต้องใช้ไฟฟ้า นักวิทยาศาสตร์คนหนึ่งเสนอว่าเมื่อน้ำจืดเข้าถึงแล้ว ฟาร์มลอยน้ำริมชายฝั่งก็สามารถจัดหาอาหารให้กับสถานที่ที่แห้งแล้งที่สุดในโลกได้

รูรดน้ำการเอาเกลือออกจากน้ำแทบจะไม่มีความคิดใหม่เลย ในศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสตกาล อริสโตเติล ตั้งข้อสังเกตว่าลูกเรือชาวกรีกจะระเหยน้ำที่ไม่บริสุทธิ์ ทิ้งเกลือไว้เบื้องหลัง แล้วกลั่นไอน้ำให้เป็นน้ำดื่ม ในปี ค.ศ. 1800 การถือกำเนิดของการเดินทางด้วยไอน้ำและความต้องการน้ำที่ปราศจากเกลือที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสำหรับหม้อไอน้ำในเวลาต่อมา ทำให้เกิดสิทธิบัตรการแยกเกลือออกจากเกลือฉบับแรกในอังกฤษ

โรงกลั่นน้ำทะเลที่ทันสมัยส่วนใหญ่ใช้เทคนิคที่แตกต่างจากความพยายามก่อนหน้านี้ 

แทนที่จะระเหยน้ำ ปั๊มดันแรงดันน้ำเค็มจากมหาสมุทรหรือชั้นหินอุ้มน้ำใต้ดินที่มีรสเค็มผ่านแผ่นพิเศษ เยื่อเหล่านี้มีรูขนาดโมเลกุลที่ทำหน้าที่เหมือนไม้กระบอง เพื่อให้น้ำผ่านเข้าไปได้ในขณะที่ปิดกั้นเกลือและสารปนเปื้อนอื่นๆ

เยื่อแผ่นรีดเหมือนพรมและยัดเข้าไปในท่อยาวหลายเมตรโดยมีชั้นเพิ่มเติมที่ควบคุมการไหลของน้ำและให้การสนับสนุนโครงสร้าง โรงกลั่นน้ำทะเลขนาดใหญ่ใช้เยื่อกรองหลายหมื่นแผ่นเพื่อเติมคลังสินค้า กระบวนการนี้เรียกว่ารีเวิร์สออสโมซิส (Reverse osmosis) และผลที่ได้คือน้ำปราศจากเกลือบวกกับของเสียจากน้ำเกลือที่ปกติแล้วจะถูกสูบลงใต้ดินหรือเจือจางด้วยน้ำทะเลแล้วปล่อยกลับคืนสู่มหาสมุทร ต้องใช้น้ำทะเล 2.5 ลิตรในการผลิตน้ำจืด 1 ลิตร

ในปี 2558 โรงงานแยกเกลือออกจากเกลือมากกว่า 18,000 แห่งทั่วโลกมีกำลังการผลิตน้ำจืด 31.6 ล้านล้านลิตรต่อปีใน 150 ประเทศ แม้ว่าการใช้น้ำจืดทั่วโลก ยังคง น้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ แต่การผลิตการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล ก็สูงกว่าในปี 2008 ถึงสองในสาม การผลักดันให้เกิดการเติบโตอย่างรวดเร็วนี้คือความต้องการพลังงานที่ลดลงเป็นเวลานานหลายทศวรรษ ต้องขอบคุณนวัตกรรมต่างๆ เช่น ปั๊มน้ำที่ประหยัดพลังงาน เมมเบรนที่ปรับปรุงดีขึ้น และ โครงสร้างโรงงานที่ใช้น้ำที่ไหลออกเพื่อช่วยดันน้ำที่ไหลเข้ามา การแยกเกลือออกจากน้ำทะเลในปี 1970 ใช้พลังงานมากถึง 20 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อลูกบาศก์เมตรของน้ำจืดที่ผลิตได้ พืชสมัยใหม่มักต้องการพลังงานเพียง

สามกิโลวัตต์-ชั่วโมง

น้ำ น้ำ ทุกที่โรงงานแยกเกลือออกจากน้ำจะจ่ายน้ำให้กับผู้คนกว่า 300 ล้านคนทั่วโลก และผู้เชี่ยวชาญคาดว่าจำนวนดังกล่าวจะเพิ่มขึ้น จุดสีน้ำเงินในแผนที่นี้แสดงถึงโรงกรองแยกเกลือออกจากเกลือขนาดใหญ่มากกว่า 500 โรงที่ดำเนินการอยู่ในปัจจุบัน โรงงานแต่ละแห่งผลิตน้ำจืดมากกว่า 20 ล้านลิตรต่อวันจากน้ำทะเลและน้ำบาดาลเค็ม จำนวนพืชขนาดเล็ก เช่น พืชที่ให้น้ำจืดบนเรือหรือสำหรับใช้ส่วนตัว ไม่ชัดเจน

อย่างไรก็ตาม มีข้อจำกัดในการประหยัดพลังงาน ในทางทฤษฎี การแยกน้ำจืด 1 ลูกบาศก์เมตรออกจากน้ำทะเล 2 ลูกบาศก์เมตร ต้องใช้พลังงานอย่างน้อย 1.06 กิโลวัตต์-ชั่วโมง Brent Haddad ผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดการน้ำแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาครูซ กล่าว ทางเลือกอื่น เช่น ลดการใช้หรือวางน้ำจืดจากระยะไกลสามารถช่วยได้ แต่วิธีการเหล่านี้จะไม่สร้าง H 2 O มากขึ้น ในขณะที่อุปสรรคอื่นๆ ยังคงมีอยู่สำหรับการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล เช่น การกำจัดน้ำเสียที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ต้นทุนเป็นอุปสรรคหลัก

ค่าใช้จ่ายล่วงหน้าของเยื่อกรองน้ำทะเลแต่ละแผ่นมีน้อยมาก เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่เมมเบรนส่วนใหญ่ทำมาจากโพลีเอไมด์ ซึ่งเป็นพอลิเมอร์สังเคราะห์ที่มีต้นทุนการผลิตต่ำอยู่ที่ประมาณ 1 เหรียญสหรัฐต่อตารางฟุต “ราคาถูกมาก” Shreya Dave นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุของ MIT กล่าว “คุณไม่สามารถซื้อพื้นดีๆ ที่ Home Depot ได้ในราคา 1 ดอลลาร์ต่อตารางฟุต”

credit : dublinscumbags.com duloxetinecymbalta-online.com eighteenofivesd.com fivefingeronline.com fivefingersshoesvibram.com fivefingervibramshoes.com fivehens.com fivespotting.com galleryatartblock.com goodbyemadamebutterfly.com