بیشتر از یک میلیارد فرد در سرتاسر دنیا فاقد دسترسی به آب تازه می باشند و مشکل در حال گسترش می باشد
تا سال 2025، دو سوم جمعیت جهان ممکن است با کمبود آب مواجهه شوند. جهت کاهش این تشنگی، چند جامعه ثروتمند در کارخانه های آب شیرین کن که آب شور را به آب آشامیدنی تمیز تبدیل می کنند سرمایه گذاری کرده اند. اما این کارخانه ها برای اغلب جوامع بسیار گران می باشند. اکنون، محققان تکنیک نیروی خورشیدی را به کار می برند که می تواند سیستم های آب شیرین کن مقیاس کوچک مقرون به صرفه را حتی برای خانوارها بسازند.
این رویکرد، شکلی جدید از تکنولوژی قدیمی شناخته شده با نام دستگاه تقطیر خورشیدی می باشد. این دستگاه های تقطیر- کانتینرهای بزرگ پوشیده شده توسط برزنت های پلاستیکی روشن یا محفظه ای شیشه ای- نور خورشید را به حوضچه ای از آب شور هدایت می کنند. آب تبخیر شده، نمک ها باقی مانده و سپس آب بر روی پلاستیک یا شیشه ای که جذب می شود متراکم می گردد. مشکل عملیاتی می باشد. خورشید آب را آن قدر آهسته تبخیر می کند که آب شیرین اندکی تولید می شود.
جهت حل مشکل عملیاتی، محققان درصدد بالا بردن آب شور با فیلم های شناور لکه دار شده با ذرات فلزی نانوسایز به طور معمول ساخته شده از طلا می باشند. طلا، جاذب خوب نور خورشید بوده و نانوذرات، انرژی نور خورشید را به نقاط کوچکی متمرکز می کنند که سپس به صورتی کارآمد آب را تبخیر می کنند. اما طلا و سایر فلزات گرانبهایی که هم چنین استفاده می شوند، گران هستند.
اکنون، محققان رهبری شده توسط مهندس برق جیا زو در دانشگاه نانجینگ در چین، جاذب خورشیدی را جهت کار با آلومینیوم، یکی از فراوان ترین و ارزان ترین فلزات روی زمین ساخته اند. به طور نرمال، آلومینیوم، در جذب تنها نور فرابنفش، باریکه کوچکی از طیف خورشیدی مناسب می باشد. اما تیم زو، این جذب را در دو مرحله گسترش داده اند. اول این که آنها فویل را با آرایه منظمی از حفره ها، هر کدام 300 نانومتر سوراخ کرده اند. آرایه، از انعکاس سطحی نور ممانعت کرده و آن را از طریق فیلم پراکنده ساخته و احتمال جذب را افزایش می دهد. محققان هم چنین فویل اکسید آلومینیوم با مقدار اضافی آلومینیوم تبخیر شده را استفاده کردند. آلومینیوم اضافی، لایه نازکی را در راس ایجاد کرد. اما در منافذ، اتم های آلومینیوم درون "قطعات" کوچکی دسته بندی شدند که احتمال جذب نور فویل را افزایش دادند.
قطعات آلومینیوم با ایجاد نقاط متمرکز کننده انرژی که تبخیر آب در آن محل ها را افزایش دادند همانند ذرات طلا عمل کردند. این روش بسیار خوب عمل کرد طوری که محققان قادر به خالص کردن آب نمک تا سه برابر سریع تر از حالت بدون فویل بودند. تنها یک متر مربع از فویل، 2 تا 8 لیتر آب در هر ساعت، بسته به مقدار نور برخورد کننده به دستگاه تقطیر را تولید کرد. تست ها نشان دادند که آب خالص شده تنها شامل مقادیر ناچیزی از نمک بود- درجات بزرگی کمتر از فرضیه ایمنی سازمان بهداشت جهانی و آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده برای آب آشامیدنی.
راه اندازی جدید احتمالا به زودی جایگزین تکنیک های فیلتراسیون صنعتی نمی شود. بنی فریمن، مهندس شیمی و متخصص نمک زدایی آب در دانشگاه تگزاس در اوستین اظهار می دارد که آنها در مقیاس بزرگ، با تولید 65 لیتر آب در ساعت برای هر متر مربع غشا کارآمد می باشند. با این وجود، کارخانه های آب شیرین کن در حال حاضر نیازمند ورودی های عظیم انرژی، معمولا از سوخت های فسیلی می باشند. این امر آنها را برای بسیاری از کشورهای در حال توسعه و خانوارها غیرقابل استفاده می سازد. بنابراین، تکنیک جدید می تواند راهی را برای افراد جهت تخلیص آب برای نیازهای خود با هزینه اندک پیشنهاد دهد. فریمن بیان می کند که " قطعا نیاز فراوانی برای آن وجود دارد". " اگر بتوانید آب تمیز را حتی در مقیاس کوچک تهیه کنید، این تغییر دهنده بازی خواهد بود".
فریمن اضافه می کند که روش جدید برای دستگاه آب شیرین کن باید مراحلی را قبل از اثبات خود در دنیای واقعی طی کند. در آزمایش فعلی خود، ست آپ برای 25 سیکل یک ساعته هر کدام با افت اندکی در کارکرد عمل کردند. اما برای سودمند بودن در دنیای واقعی، این عمل باید ماه ها یا سال ها به طول انجامد. محققان هم چنین باید راه هایی را جهت دفع آب شور اضافی که از آب تبخیر شده جدا می شود بیابند. اما با وجود تعداد زیاد مردم با نیاز سخت به آب شیرین، منبع ارزان جدید تصفیه چشم اندازی آشکار می باشد.