Planeten har et vannproblem.
Til tross for alle videoene du kanskje har sett av rasende elver og tosifrede nedløp, ligger den større faren med for lite, i stedet for for mye vann. Det er et av jordas store paradokser - et sted som har 70 prosent av overflaten dekket med væske overfor trusselen om en enorm tørke. I 2030 kunne nesten halvparten av verdens befolkning, ifølge FN, håndtere vannmangel.
Løsningen, kan det se ut, vil være å dramatisk øke avsaltningen, den eldgamle prosessen med å gjøre sjøvann drikkevann ved å fjerne salt fra det. Metodikken har kommet langt siden greske seilere kokte vann og samlet de destillerte drikkbare dråpene. I dag er det ifølge International Desalination Association nær 18 500 avsaltningsanlegg over hele verden.
Teknologien har hatt stor innvirkning noen steder. I Israel kommer for eksempel mer enn halvparten av landets vannforsyning nå fra avsaltningsanlegg, inkludert det 500 millioner dollar, det moderne Sorek-anlegget sør for Tel Aviv. Og forrige måned den første gården i verden som kjørte på solenergi og avsaltet vann, ble i drift i Australia.
Men avsaltingsanlegg krever mye energi, noe som betyr at de som drives av fossile brensler kan være ansvarlige for et høyt nivå av klimagasser. Avfallsproduktet deres - saltlaken fjernet fra sjøvann - kan skade livet i havet. Og de kan være veldig dyre. Det største avsaltningsanlegget i USA åpnet i fjor omtrent 30 mil nord for San Diego. Det kostet rundt 1 milliard dollar å bygge.
En annen tilnærming
Shane Ardo innrømmer at det ikke var så lenge siden at han ikke visste så mye om avsaltingens verden. Men Ardo og hans lille team av forskere ved University of California, Irvine, kan ha funnet et alternativ til store, kostbare planter, som egentlig ikke er et alternativ mange steder der behovet for ferskvann er størst, for eksempel sør for Sahara Afrika.
De undersøker om det er mulig å produsere containere fra stoffer som ved bruk av sollys kan fjerne saltet fra sjøvann. "Tenk om du kunne dyppe en plastflaske i havet og la den beholderen ta saltet ut av vannet foran øynene dine, " forklarer Ardo.
En slik magisk flaske er fremdeles veldig hypotetisk, men basert på hans forskning mener Ardo at det kan lages membraner som vil kunne absorbere lys og deretter bruke disse solfotonene for å få saltioner til å bevege seg ut av vannet.
"Hele samfunnet vårt kjører på elektroner som beveger seg, " sier han. ”Vi flytter elektron i ledninger for å kjøre mange ting. Vi vet også hvordan vi tar solenergi og konverterer den til energiserte elektroner og bruker dem til å kjøre ting. Men for å drive prosesser som avsalting, trenger du ikke elektroner - du trenger bare å flytte ionene og ta dem opp av vannet.
"Det har vært mye spenning rundt det vi gjør, " legger Ardo til. Ingen har tatt et syntetisk plastmateriale for å drive denne typen prosesser, denne ioniske kraftproduksjonen. Da jeg drømte det, så på papir det rimelig ut. ”
På jakt etter svar
Laboratoriearbeid de siste årene ga mer støtte for teorien hans, og forrige uke fikk Ardos forskning et stort løft da han ble utnevnt til en "Moore Inventor Fellow" av Gordon and Betty Moore Foundation og tildelt en bevilgning på $ 825 000 for å få prosjektet videre .
Ardo vet at det å være i stand til å utvikle en beholder som avsaltet saltvann på egen hånd, neppe er en sikker ting. Men han sier at han er fast bestemt på å fortsette å teste konseptet.
"Det har vært mennesker som har stilt mange spørsmål om dette, og jeg elsker det, " sier han. "Jeg vil at de skal presse meg hardt. Hvis jeg ikke har svaret, vel, det er noe jeg trenger å undersøke. Og hvis noe kommer til å bryte ideen vår, vil jeg vite. Jeg vil ikke bruke tid på noe som har en grunnleggende årsak til at det er galt. Men jeg tror vi har noe her. ”
Ardo mener at du kan redusere kostnadene og miljøkonsekvensene ved konvertering av sjøvann, og også skape en levedyktig måte å skaffe ferskvann der utviklingsbart land og penger er begrenset.
Han innrømmer at det er vanskelig å forutsi når et produkt som dette faktisk kan eksistere. Et av de neste trinnene er at han og teamet hans skal begynne å lage sine egne polymerer fra bunnen av "nå som vi har en god ide om hva som må gjøres." Han sier at de trenger å lage fargestoffmolekyler som kan absorbere mer lys.
"Jeg vet ikke nøyaktig hvordan applikasjonen ser ut, " konstaterer Ardo. “Jeg har et generelt preg. Men banen er virkelig spennende og lovende. Det jeg liker er at det lar oss se på denne konverteringen på en ny måte. Kanskje med gruppen min, uansett hvor mye vi lærer, vil vi ikke finne ut av det. Kanskje noen nevrobiolog vil gjøre det.
”Men jeg tror vi kan gjøre mye. Jeg tror dette kan være en stor avtale. ”
