Door vuil of zout water te verdampen is met zonlicht eenvoudig drinkwater te maken. Onderzoekers uit China en de VS bedachten een uitvoering die per dag voldoende water produceert voor iemands dagelijkse behoefte, waarbij het materiaal nog geen dertig dollarcent kost.
Het destilleren van vuil of zout water met zonlicht gaat heel eenvoudig. De warmte verdampt het water, vuil en zout blijven achter. Vervolgens slaat die damp neer als druppels op bijvoorbeeld een folie, en die druppels zijn dan te verzamelen voor consumptie.
Om op basis van dit principe een zo groot mogelijke opbrengst te bereiken gebruiken de meeste zuiveringssystemen lenzen of spiegels om het zonlicht te concentreren, wat ze duur en kwetsbaar maakt. Tegelijk is hun efficiëntie laag omdat ze het gehele watervolume in het systeem opwarmen. De efficiëntie waarmee het zonlicht schoon drinkwater produceert, ligt bij deze apparaten in de orde van 30 – 40 %.
De onderzoekers van de State University of New York, in Buffalo, en van de Fudan University in Shanghai bedachten een veel efficiëntere waterzuiveraar, die ook veel goedkoper is te maken. De materialen die ze daarvoor gebruiken zijn vloeipapier, koolstofpoeder, piepschuim en doorzichtig plastic, zo meldt een persbericht van de University of Buffalo. De waterzuiveraar haalt een efficiency van 88 %, en dat zonder kostbare materialen of optische systemen.
Die hoge efficiëntie bereiken de onderzoekers op twee manieren. Om zonlicht om te zetten in warmte gebruiken ze met koolstofpoeder zwart gemaakt papier. Dat zet vrijwel al het zonlicht om in warmte met een efficiëntie van 98 %.
Een tweede belangrijk onderdeel van hun ontwerp is dat ze niet een grote bak met water verhitten, maar alleen de waterlaag die direct moet verdampen. Dat doen ze door vloeipapier te gebruiken: dat zuigt zich vol met water dat vervolgens door de zonnehitte verdampt. Omdat het vloeipapier thermisch is geïsoleerd van de watervoorraad, wordt de in het papier opgewekte warmte vrijwel exclusief gebruikt om het dunne waterlaagje te verdampen. Gemonteerd op het isolerende piepschuim bereikt het papier in de volle zon een temperatuur van rond de 45 °C.
Alleen de randen zitten in het water.
Om die thermische isolatie te bereiken is het vloeipapier gemonteerd op een laagje isolerende piepschuim van 6 mm dik. Alleen aan de randen van het piepschuim maakt het vloeipapier contact met de watervoorraad. Dat contact is voldoende om het hele papieroppervlak vochtig te houden.
Piepschuim en vloeipapier zitten in een afgesloten box met een schuin deksel, gemaakt van doorzichtig plastic of van glas. Omdat de temperatuur in de box hoger is dan daarbuiten, vormt de met waterdamp verzadigde lucht in de box druppels op de wanden, die door de zwaartekracht naar beneden lopen. Daar worden ze opgevangen in een reservoir waar een slang aan vast zit, zodat het schone water kan worden afgetapt.
De waterproductie verloopt zo efficiënt dat zwart gemaakt vloeipapier van 40 bij 50 cm en 8 uur zon voldoende zijn om iemands dagelijkse behoefte van 2 l te produceren. De kosten om zo'n apparaat te maken liggen in de orde van dertig dollarcent.
Opmerkelijk genoeg zeggen de onderzoekers niets over achterblijvend zout of vuil in het vloeipapier. Dat zal na verloop van tijd zozeer aankoeken dat de wateropname- en verdamping stagneert. De constructie van het apparaat is tegelijkertijd zodanig dat het vervuilde vloeipapier gemakkelijk is te vervangen.
Volgens de onderzoekers is het systeem bij uitstek geschikt om in arme gebieden zonder elektriciteit schoon drinkwater te leveren.