Khử muối, quá trình chuyển đổi nước mặn thành nước ngọt, đã nổi lên như một tia hy vọng, đặc biệt đối với các vùng khô cằn đang phải vật lộn với tình trạng khan hiếm nước. Động lực đằng sau điều này là áp lực ngày càng tăng đối với tài nguyên nước ngọt, đặc biệt là do biến đổi khí hậu, dân số ngày càng tăng và nhu cầu chung về các giải pháp nước bền vững.
Các kỹ thuật khử muối thông thường, chủ yếu là thẩm thấu ngược, mặc dù hiệu quả nhưng đã bị chỉ trích vì tiêu thụ năng lượng đáng kể và ảnh hưởng đến môi trường, đặc biệt là chất thải nước muối mà chúng tạo ra.
Vượt qua những thách thức này, lĩnh vực khử muối đang trải qua một quá trình phát triển mang tính biến đổi, báo trước các kỹ thuật không chỉ hiệu quả mà còn thân thiện với môi trường. Điểm nổi bật là tối ưu hóa cốt lõi của quá trình khử muối – các màng lọc.
Những đột phá trong lĩnh vực này đang định hình các vật liệu và thiết kế màng nổi bật. Ví dụ, màng composite màng mỏng đang thu hút được sự chú ý nhờ nâng cao hiệu quả khử muối và giảm tiêu hao năng lượng.
Các màng mô phỏng sinh học, lấy cảm hứng từ thiên nhiên, đang đẩy giới hạn đi xa hơn bằng cách tái tạo các cơ chế vận chuyển nước tự nhiên, mang lại khả năng chọn lọc và tốc độ thu hồi nước vô song.
Tuy nhiên, hành trình khử muối hiện đại không chỉ giới hạn ở màng. Các quá trình như thẩm thấu thuận, chưng cất màng và khử muối bằng năng lượng mặt trời đang tạo ra những lãnh thổ mới.
Thẩm thấu thuận tận dụng độ dốc thẩm thấu tự nhiên, hứa hẹn khử muối với năng lượng đầu vào giảm đáng kể. Chưng cất màng, pha trộn các quy trình nhiệt và màng, đảm bảo sản xuất nước ngọt chất lượng cao.
Khử muối bằng năng lượng mặt trời, khai thác lượng ánh sáng mặt trời dồi dào, mang đến một phương pháp khử muối thân thiện với môi trường, đặc biệt hứa hẹn cho những vùng có nhiều ánh sáng mặt trời.