De voorziening van schoon drinkwater is in veel regio's altijd als een fundamenteel mensenrecht beschouwd, maar de situatie in veel delen van de wereld is heel anders. De derde wereld strijdt voor schoon drinkwater. Een nieuw type op laser gebaseerd aluminium sanitair systeem kan ontwikkelingslanden helpen om schoon water te leveren en levens te redden.
Een onderzoeksteam onder leiding van Subhash Singh van het Institute of Optics aan de Universiteit van Rochester in New York gelooft dat op zonne-energie gebaseerde waterzuivering de sleutel kan zijn tot het leveren van duurzaam schoon water aan de snelgroeiende wereldbevolking. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature Sustainability.
Er zijn veel systemen op de markt die zonlicht gebruiken om water te zuiveren. Maar deze systemen hebben duidelijke gebreken: problemen met de schaalbaarheid. Een systeem dat een kleine groep mensen of een gezin kan desinfecteren, heeft misschien niet veel nut voor een hele stad of dorp. In combinatie met de hoge kosten van het waterdesinfectiesysteem, kan 1 op de 9 mensen (ongeveer 785 miljoen mensen) geen schoon water krijgen. Elk jaar sterven wereldwijd 1 miljoen mensen door gebrek aan schoon water.
Het onderzoeksteam ontdekte verschillende problemen met het huidige waterzuiveringssysteem, met name het probleem van door zonne-energie aangedreven scheidingsvlakverdamping. Een ander probleem is het blokkerende effect dat de efficiëntie van de apparatuur ernstig vermindert. Daarnaast is er een heel belangrijk probleem: de huidige zonne-reinigers kunnen alleen biologische vervuiling elimineren. Er zijn ook een groot aantal andere verontreinigende stoffen, vooral zware metalen, die niet zijn behandeld.
Het team raadt het gebruik van een oppervlak met superwaterabsorptie en superlichtabsorptie aan om het water te zuiveren met zonne-energie. Dit oppervlak met superwaterabsorptie en superlichtabsorptie is samengesteld uit aluminium, dat gemakkelijk te verkrijgen en goedkoop is.
Onbehandeld aluminium heeft echter geen waterabsorberende eigenschappen en het oppervlak is reflecterend. Om dit probleem op te lossen heeft het onderzoeksteam aluminium gelaserd met femtoseconde laserpulsen. Door het poreuze oppervlak dat door deze laserbehandeling ontstaat, kan het water onder invloed van de zwaartekracht met een constante snelheid van ongeveer 2 millimeter per seconde stromen. Dit betekent dat water naar het oppervlak van het zonne-absorptieapparaat kan worden getransporteerd voor desinfectie.
Daarom kan dit poreuze oppervlak onder elke hoek op het drijvende platform worden geïnstalleerd om de inval van zonnestralen te vergroten. Dit betekent ook dat dit paneel is aangesloten op het zonvolgsysteem om het traject van de zon' te volgen en het desinfectieniveau in de beste conditie te houden.
Het onderzoeksteam testte niet alleen biologisch verontreinigd water, maar ook water dat was verontreinigd met metaal, huishoudelijk en landbouwafval en andere verontreinigende stoffen, en ontdekte dat het voldeed aan de WHO-norm voor veilig drinkwater.