Глобальная нехватка пресной воды — одна из самых острых проблем человечества. Опреснение морской воды могло бы стать решением, но сброс концентрированного рассола губит морские экосистемы. В последние годы солнечные испарители привлекли внимание как перспективный способ добычи воды: они экологичны и эффективны.

Но есть проблема — соль. В обычных испарителях она кристаллизуется на поверхности, снижает поглощение света, забивает каналы подачи воды и резко сокращает срок службы устройства. Получается, что чем стабильнее испарение, тем больше накапливается соль. Чтобы создать испаритель, который работает долго и без потерь даже с соленой водой, нужно решить эту проблему.

Ученые из Шаньдунского медицинского университета вдохновились мангровыми деревьями, которые умеют выводить соль и транспортировать рассол. Они разработали испаритель с внешним светопоглощающим слоем и внутренними каналами для воды.

• Внешний слой эффективно поглощает солнечный свет, быстро испаряет воду и равномерно распределяет кристаллы соли.
• Внутренние каналы непрерывно подают рассол к поверхности, поддерживая испарение.

Эта конструкция экономит материалы, ускоряет транспортировку воды и позволяет кристаллам соли формироваться пористыми. В результате испаритель работает стабильно даже с почти насыщенным рассолом, одновременно собирая соль.

Результаты опубликованы в издании Science Bulletin.

В испытаниях устройство показало рекордные результаты:

• Скорость испарения — 3,98 кг/м² в час.
• Сбор соли — 1,27 кг/м² в час.
• Работа без остановки — 7 дней.
• Нулевой сброс жидкости при опреснении 25%-ного рассола.

В полевых условиях испаритель выдал 3,5 кг воды в час с квадратного метра. Он также очищает загрязненную воду до стандартов ВОЗ.

В отличие от обычных испарителей, эта разработка не требует компромисса между стабильностью и засолением. Ее можно масштабировать и применять в других системах опреснения. Это не просто прорыв в технологиях — это готовое решение для засушливых регионов.

Этот испаритель решает три ключевые проблемы:

1. Экология — нет вредного сброса рассола в океан.
2. Экономика — снижает затраты на опреснение за счет солнца.
3. Доступность — может работать в удаленных районах без инфраструктуры.

Если технологию внедрят массово, она поможет регионам с дефицитом воды, сократит нагрузку на традиционные источники и даст альтернативу дорогим опреснительным установкам.

Хотя результаты впечатляют, остается вопрос масштабирования. Лабораторные испытания проходят в идеальных условиях, а в реальности на эффективность влияют облачность, пыль и перепады температур. Кроме того, пока неясно, как поведет себя устройство при длительной эксплуатации (месяцы, годы) — возможны засоры или деградация материалов.

Ранее ученые разработали для опреснения воды мембрану из графена.