Các nhà khoa học tại Saudi Arabia (A-rập Xê-út) đang nghiên cứu ứng dụng một loại vật liệu mới mang tên hydrogel lưỡng cực (zwitterionic hydrogel) nhằm nâng cao hiệu quả của các nhà máy khử mặn nước biển. Những kết quả tích cực bước đầu đã được ghi nhận.

Không giống các công nghệ khử mặn hoàn toàn mới, hydrogel lưỡng cực được phát triển để bổ sung cho công nghệ thẩm thấu ngược (RO) đang được sử dụng rộng rãi hiện nay. Vật liệu này được phủ dưới dạng một lớp màng siêu mỏng lên bề mặt màng lọc, tạo thành lớp bảo vệ giàu nước có khả năng hạn chế vi khuẩn, dầu, protein, chất hữu cơ và cặn muối bám vào màng lọc - nguyên nhân chính làm giảm hiệu suất của các nhà máy khử mặn.

Theo Giáo sư Noreddine Ghaffour thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ Quốc vương Abdullah (KAUST), mục tiêu của công nghệ không phải là thay thế các màng lọc thương mại hiện nay mà là giúp chúng hoạt động hiệu quả hơn. Việc hạn chế hiện tượng bám bẩn sẽ giúp giảm nhu cầu vệ sinh bằng hóa chất, giảm số lần thay thế màng lọc và kéo dài thời gian vận hành của hệ thống.

Trong các nhà máy khử mặn, hiện tượng bám bẩn trên màng lọc là một trong những thách thức lớn nhất. Khi các tạp chất tích tụ trên bề mặt màng, hệ thống phải tăng áp suất để duy trì công suất xử lý nước, kéo theo mức tiêu thụ điện năng cao hơn, chi phí bảo trì lớn hơn và tuổi thọ thiết bị giảm đáng kể.

Giáo sư Ghaffour cho biết hydrogel không làm thay đổi giới hạn năng lượng vốn có của quá trình khử mặn, nhưng có thể giúp giảm phần năng lượng và chi phí phát sinh do màng lọc bị bám bẩn hoặc xuống cấp trong quá trình vận hành. Theo ông, ngay cả những cải thiện nhỏ về hiệu suất cũng có thể mang lại lợi ích đáng kể đối với Saudi Arabia - quốc gia phụ thuộc rất lớn vào nước khử mặn để bảo đảm an ninh nguồn nước.

Theo tờ Arab News, các nhà máy khử mặn của Saudi Arabia hiện có tổng công suất khoảng 11,1 triệu m³ nước mỗi ngày, lớn nhất thế giới. Tuy nhiên, điều kiện nước biển có độ mặn cao cùng nhiệt độ môi trường khắc nghiệt khiến màng lọc nhanh xuống cấp, làm tăng đáng kể chi phí vận hành.

Theo các chuyên gia, Saudi Arabia có thể trở thành địa điểm thử nghiệm và thương mại hóa các thế hệ vật liệu màng lọc mới. Nếu được chứng minh hiệu quả trong thực tế, hydrogel lưỡng cực không chỉ góp phần giảm chi phí sản xuất nước ngọt mà còn mở ra hướng phát triển bền vững hơn cho ngành khử mặn trên thế giới, trong bối cảnh biến đổi khí hậu và tình trạng khan hiếm nước đang trở thành thách thức ngày càng lớn đối với nhiều quốc gia.

Theo TTXVN