Yeni solar teknoloji milyonlarca insan için temiz içme suyu üretebilecek

UNICEF’e göre bugün dünyanın neredeyse onda biri (783 milyon) temiz içme suyuna ulaşma sıkıntısı çekiyor. Bu insanlar birbirinden farklı kaynaklardan temiz içme suyu elde edebilmek için inanılmaz süreler harcıyorlar. Kirli suyun ve deniz suyunun arıtılması için teknolojik donanım mevcut olsa da birçok topluluk -çok pahalı bir altyapı ve enerji gerektirmeleri nedeniyle- bunlara ulaşamıyor. Kirli veya tuzlu suyu arıtabilmek için geliştirilen yeni solar teknoloji ise umut verici! Bu yöntem ileride milyonlarca insan için temiz içme suyu üretebilecek. Geleneksel solar arıtma yöntemine kıyasla bu yeni yöntem daha verimli, ucuz ve pratik!

Solar still isimli hazneli su arıtma cihazları kirli veya tuzlu suyu güneşte buharlaştırdıktan sonra temiz içme suyuna dönüşecek şekilde işler. Fakat yalnızca küçük bir aile için yeterli miktarda suyu üretebilmek büyük ve pahalı cihazları gerektiriyor. Bu günlerde araştırmacılar bir ailenin ihtiyacını karşılamak üzere buharlaştırma aşamasını hızlandıran yeni bir solar materyal geliştirdiler. Eğer bu yeni buluş ucuz bir şekilde geliştirilip yaygınlaşabilirse milyonlarca muhtaç insan için temiz içme suyu sağlanabilecek. 

Daha ucuz ve daha düşük teknoloji arayışları

Son günlerde araştırmacılar geleneksel solar su arıtma cihazlarını daha ucuz ve düşük teknolojili bir hale getirebilmek için çalışıyorlar. Bu cihazlar suyla doldurulan siyah renkli bir taban bölmesi ve cam veya plastikten yapılmış bir kubbeden ileriye gidemedi. Siyah renkli dip hazne Güneş ışığını emer, suyu ısıtır böylece buharlaşmasını sağlayıp kirlerden arındırır. Su buharı daha sonra şeffaf bir yüzey üzerinde yoğunlaşarak toplayıcıya akar. Fakat elde edilen su miktarı düşüktür. Çünkü Güneş ışığı buharlaşma başlamadan önceki tüm suyu ısıtmak zorundadır. Piyasadan temin edilebilecek bu tip cihazlar su yüzey alanına göre metrekare başına yalnızca 0.3 litre su üretirler. Ortalama bir insan ise bir günde en az 3 litre içme suyuna ihtiyaç duyar. Teoride en iyi çalışan cihazların bile ürettiği maksimum miktar 1,6 l/sa/m2’dir. 

University of Texas’ta görevli malzeme bilimcisi Guihua Yu ve çalışma arkadaşları bu sınırları zorlayabilecek bir yol bulduklarını bildirdiler. Bu yöntem, hidrojeller ve 3D gözenekli su emici bir ağ oluşturan polimer karışımlar içermektedir. Yu ve çalışma arkadaşları iki polimerden oluşan jel benzeri bir sünger geliştirdiler. Bu polimerlerden biri polivinil alkol (PVA) olarak isimlendirilen bir su-bağlayıcı polimer diğeri ise ışık emici bir polimer olan polipiroldür (PPy). Ekip daha sonra bu buluşu geleneksel solar arıtma cihazında yukarıya yerleştirdi. Jel süngerin içinde -polivinil alkole sıkıca bağlanmış bir su molekülü tabakasıdır- hidrojen bağları olarak bilinen çoklu kimyasal bağlar bulunur. Fakat bu moleküllerin polivinil alkole bağlanma yeteneklerinin yüksek olması nedeniyle bunlar yalnızca yakınlarındaki komşu su moleküllerine gevşekçe bağlanır.

İki misli

Yu, buna “ara su” adını vermektedir. Çünkü bu ara su molekülleri komşularıyla az sayıda bağ paylaşır. Böylece bunlar düzenli su moleküllerine sahip normal sudan daha kolay buharlaşır. Ara suyun oluşturulması, bir anlamda suyun elde edilmesinde geçiş aşamasını oluşturur. Ve bu aşama başarıyla tamamlandığında bu su molekülleri hemen diğer su molekülleri tarafından değiştirilir. Bu teknolojinin kullanımıyla Yu’nun solar arıtma cihazı 3.2 l/sa/m2 su üretebiliyor. Ekibin geçtiğimiz yıl Nature Nanotechnology adlı dergide rapor ettiği bu değer teorik limitin iki misli demek!

Bugünlerde Yu ve ekibi çok daha iyi bir hidrojel yarattı. Ekip, kitosan (chitosan) olarak bilinen ve suyu güçlü şekilde çeken üçüncü bir polimeri devreye soktu. Kitosanın karışıma eklenmesiyle elde edilen jel ara suyun miktarını arttırarak çok daha fazla suyun üretilmesini sağlayor. Araştırmacıların kısa süre önce Science Advances’te bildirdiğine göre yeni nesil hidrojel tekniğinin kullanılmasıyla elde edilen arıtılmış su, piyasadaki solar arıtma cihazlarının ürettiklerinin 12 katı demek. Suudi Arabistan’daki Suval şehrinde bulunan Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nde görevli çevre mühendisi Peng Wang bunun “Fantastik bir başlangıç noktası” olduğunu söylüyor. Wang’a göre bu yöntem eğer maksimum düzeyde işe koyulabilirse tek bir cihazla bir günde 30 litre temiz içme suyu üretilebilecek. Bu da ortalama bir ailenin içme suyu ihtiyacı için oldukça yeterli bir miktar. Ayrıca Wang’a göre üç polimer de piyasada kolaylıkla bulunabilecek türde ve ucuz. Yeni solar teknoloji, bütün dünya için temiz içme suyu üretebilecek yepyeni ve kolay bir yöntemin müjdesi.  

Science Mag internet sitesindeki “New solar technology could produce clean drinking water for millions in need” yazıyı Cihat Sakarya, We are the Hippies için Türkçeye çevirdi.