Zonlicht zou een kosteneffectieve techniek kunnen blijken om aan miljoenen kwetsbare mensen veilig drinkwater te kunnen leveren. Dat is de conclusie van een project door onderzoekers van de University of South Australia (Unisa). Het team heeft een techniek verfijnd om uit zeewater, brak water of vervuild water voldoende volumes vers drinkbaar water te halen. Daarbij maakte het team gebruik van een efficiënte verdamping onder invloed van de energie van de zon.

Daardoor zou een wateroppervlak van één vierkante meter voldoende vers drinkwater – tussen tien en twintig liter -voor een gezin van vier personen.

Schaarste

‘Minder dan 3 procent van de wereldwijde watervoorraad bestaat uit zoet water’, zegt onderzoeksleider Haolan Xu, professor industriële ontwikkelingen aan de Unisa. ‘Door de druk van de klimaatverandering, vervuiling en de veranderende demografische patronen wordt deze toch al schaarse hulpbron in veel gebieden nog veel minder toegankelijk.’

‘Momenteel leven 1,42 miljard mensen – waaronder 450 miljoen kinderen – in gebieden met een hoog of extreem hoog watertekort. Dat cijfer zal naar verwachting bovendien de volgende decennia nog verder toenemen.’

‘De voorbije jaren is er veel interesse gerezen voor het gebruik van verdamping door zonne-energie om vers drinkwater te maken, maar eerdere technieken waren te inefficiënt om praktisch bruikbaar te zijn’, zegt Xu. ‘We hebben die inefficiënties overwonnen en onze technologie kan nu voldoende zoet water leveren om in veel praktische behoeften te voorzien tegen een fractie van de kosten van de bestaande technologieën zoals omgekeerde osmose.’

De kern van het systeem is een bijzonder efficiënte fotothermische installatie die boven het oppervlak van een waterbron wordt geplaatst en zonlicht in warmte omzet. De installatie richt de energie precies op het oppervlak om snel het bovenste deel van de vloeistof te verdampen.

Andere onderzoekers hebben eerder soortgelijke technologieën uitgeprobeerd, maar die pogingen bleken volgens Xu met een groot energieverlies te worden geconfronteerd. ‘Op die manier werd het onmogelijk om een praktisch rendabel installatie te bouwen’, aldus de wetenschapper. ‘Vaak ging tussen 10 procent en 20 procent van de zonnekracht verloren aan het bulkwater en de omgeving. Dat probleem hebben wij kunnen oplossen.’

Betaalbaar

Het systeem is niet alleen efficiënt, maar ook betaalbaar. ‘De installatie is volledig opgebouwd uit eenvoudige, alledaagse materialen die goedkoop, duurzaam en gemakkelijk verkrijgbaar zijn’, benadrukt Xu. ‘De materialen die we gebruikt hebben, zijn nagenoeg allemaal in de ijzerhandel of de supermarkt te koop. De enige uitzondering zijn de fotothermische materialen, maar zelfs daar gebruiken we een heel eenvoudig en kosteneffectief proces.’

‘Het systeem is niet alleen eenvoudig te construeren en te installeren, maar kan ook heel gemakkelijk worden onderhouden’, betoogt de wetenschapper nog. ‘Het ontwerp van de fotothermische structuur voorkomt immers dat zout en andere verontreinigingen zich op het oppervlak van de installatie zouden kunnen ophopen en de verdamping zouden kunnen verstoren.’

De lage kosten en het eenvoudige onderhoud zorgen er volgens het team voor dat het systeem kan worden ingezet in situaties waarin andere systemen voor de ontzilting en zuivering van water financieel en operationeel niet levensvatbaar zouden zijn.

‘In afgelegen gemeenschappen met kleine populaties zijn de infrastructuurkosten van systemen zoals bijvoorbeeld omgekeerde osmose gewoon te hoog om te kunnen rechtvaardigen’, zegt Xu. ‘Onze techniek zou daarentegen een bijzonder goedkoop alternatief kunnen opleveren dat gemakkelijk kan worden opgezet en in principe gratis kan worden gebruikt.’

‘Omdat het systeem zo eenvoudig is en vrijwel geen onderhoud vereist, is er ook helemaal geen technische expertise nodig om de installatie operationeel te houden. De onderhoudskosten blijven minimaal. Deze technologie heeft echt het potentieel om op lange termijn een oplossing voor drinkbaar water te bieden aan mensen en gemeenschappen die zich geen andere opties kunnen veroorloven.’

Naast drinkwatertoepassingen zegt Xu dat zijn team momenteel een reeks andere toepassingen van de technologie onderzoekt. Daarbij wordt onder meer gedacht aan het behandelen van afvalwater in industriële activiteiten.