Opskrba čistom pitkom vodom oduvijek se smatrala osnovnim ljudskim pravom u mnogim regijama, ali situacija u mnogim dijelovima svijeta je vrlo različita. Treći svijet se bori za čistu pitku vodu. Novi sustav odvodnje aluminija temeljen na laseru može pomoći zemljama u razvoju da osiguraju čistu vodu i spase živote.
Istraživački tim na čelu s Subhashom Singhom s Instituta za optiku na Sveučilištu Rochester u New Yorku smatra da bi sanitarni uvjeti za vodu na solarnoj bazi mogli biti ključ za pružanje održive čiste vode brzorastućoj svjetskoj populaciji. Rezultati studije objavljeni su u časopisu Nature Sustainability.
Svjetska zdravstvena organizacija navela je ultraljubičasto zračenje za sunčane prozirne boce i toplinski sterilizirane neprozirne spremnike kao metode čišćenja vode tijekom vremenskog razdoblja. Na tržištu postoje i mnogi sustavi koji koriste sunčevu svjetlost za pročišćavanje vode. Ali ti sustavi imaju očite nedostatke: probleme skalabilnošću. Sustav koji može dezinficirati malu skupinu ljudi ili obitelj možda neće biti vrlo koristan prilikom dezinfekcije cijelog grada ili sela. Zajedno s povezanim troškovima sustava za dezinfekciju vode, 1 od 9 osoba (oko 785 milijuna ljudi) ne može dobiti čistu vodu. Među njima, milijun ljudi umire svake godine zbog nedostatka čiste vode.
Istraživački tim otkrio je nekoliko problema s trenutnim sustavom odvodnje vode, posebice problem isparavanja sučelja pogonjenog suncem. To uključuje, ali nisu ograničeni na: nemogućnost kontrole solarne granice praćenja isparivača sučelja, što znači da kada se kut Sunca promijeni, optička koncentracija će se smanjiti, što rezultira smanjenjem sposobnosti dezinfekcije. Drugi problem je efekt blokiranja koji ozbiljno smanjuje učinkovitost opreme.
Budući da trenutni sustav solarne sterilizacije koristi sustav grijanja "odozdo prema gore", većina proizvedene energije bit će izgubljena isparavanjem vode i zraka. Neki sustavi rješavaju taj problem učinkovitosti uvođenjem sustava za proizvodnju solarne toplinske energije na sučelju zraka/vode. Budući da ova površina pluta na vodi, ne može se točno pozicionirati kako bi se suočila sa svjetlom incidenta, a problem začepljenja bit će pogoršan kontaktom s osnovnom vodom.
Osim toga, postoji vrlo važan problem: trenutni solarni pročišćivači mogu samo eliminirati biološko zagađenje. Postoji i velik broj drugih onečišćujućih tvari, osobito teških metala, koji nisu tretirani.
Tim je predložio korištenje površine sa super apsorpcijom vode i apsorpcijom super svjetla za sanitizaciju vode solarnom energijom. Ova površina sa super apsorpcijom vode i super laganom apsorpcijom sastoji se od aluminija, koji je lako dobiti i niske cijene.
Međutim, tradicionalni neobrađeni aluminij nema porozna svojstva potrebna za apsorpciju vode. Osim toga, njegova površina je reflektirajuća, tako da ne apsorbira svjetlost. Kako bi riješili ovaj problem, istraživački tim laserom je nagnao aluminij femtosekudnim laserskim impulsima. Porozna površina stvorena ovom laserskom obradom omogućuje da voda vozi stabilnom brzinom od približno 2 milimetra u sekundi pod utjecajem gravitacije. To znači da se voda može transportirati na površinu solarne apsorpcije za dezinfekciju.
Stoga se ova porozna površina može instalirati na plutajuću platformu pod bilo kojim kutom kako bi se povećala incidencija solarnih zraka. To također znači da je ova ploča povezana sa sustavom za praćenje sunca kako bi se pratila putanja Sunca i održala razina dezinfekcije u najboljem stanju.
Istraživači su se također usredotočili na oblik ove porozne površine i kako raspršuje toplinu kroz vodu. Otkrili su da površina u obliku slova U može minimizirati kontakt s površinom vode, što je čini trenutno energetski najučinkovitijim modelom. Do sada, stopa isparavanja koju je tim zabilježio čak premašuje idealnu opremu u 100% učinkovitom radnom stanju.
Istraživački tim ne samo da je testirao biološki kontaminiranu vodu, već je testirao i vodu onečišćenu drugim zagađivačima poput metala, kućnog i poljoprivrednog otpada. Njihovo istraživanje pokazalo je da je gustoća vode pala za 4 do 5 reda veličine. Ispunite standard WHO-a za sigurnu pitku vodu.