ý tưởng được bắt đầu từ câu hỏi “ làm sao để tạo ra nước sạch phục vụ sinh hoạt từ nước biển với công suất cao, cung cấp cho nhiều người, không phụ thuộc vào các yếu tố ngoại cảnh; thiết bị không quá phức tạp, tiêu thụ năng lượng ở mức vừa phải, dễ tiếp cận, có khả năng ứng dụng cao, giá thành thấp. Đặc biệt, người dung có thể tự gia công, với tính năng các cấu kiện có thể tận dụng cho các chức năng khác nhau?”, hai học sinh Đặng Hoàng San, Huỳnh Tăng Tuấn trường trung học phổ thông (THPT) chuyên Quốc học Huế, tỉnh Thừa Thiên Huế, cùng hướng dẫn của thầy Phan Tiến Anh đã nghiên cứu, chế tạo ra “ Thiết bị chuyển hóa nước biển thành nước ngọt theo cơ chế VINCI”. Hệ thống lọc nước sạch này hoàn toàn đã thỏa mãn các yêu cầu của câu hỏi trên và đã khắc phục được các nhược điểm của các phương pháp hiện đang ứng dụng để tạo nước ngọt từ nước biển. Đề tài này được Ban tổ chức Cuộc thi Sáng tạo Thanh thiểu niên, Nhi đồng tỉnh Thừa Thiên Huế lần thứ 10, năm 2017 vừa trao giải Nhất.
Từ thực tiễn là các phương pháp để lọc nước biển thành nước ngọt hiện đang được ứng dụng trên thế giới, tồn tại một số mặt hạn chế nhất định gây cản trở ít nhiều cho người dùng. Từ đó, ý tưởng được bắt đầu từ câu hỏi “ làm sao để tạo ra nước sạch phục vụ sinh hoạt từ nước biển với công suất cao, cung cấp cho nhiều người, không phụ thuộc vào các yếu tố ngoại cảnh; thiết bị không quá phức tạp, tiêu thụ năng lượng ở mức vừa phải, dễ tiếp cận, có khả năng ứng dụng cao, giá thành thấp. Đặc biệt, người dung có thể tự gia công, với tính năng các cấu kiện có thể tận dụng cho các chức năng khác nhau?”, hai học sinh Đặng Hoàng San, Huỳnh Tăng Tuấn trường trung học phổ thông (THPT) chuyên Quốc học Huế, tỉnh Thừa Thiên Huế, cùng hướng dẫn của thầy Phan Tiến Anh đã nghiên cứu, chế tao ra “ Thiết bị chuyển hóa nước biển thành nước ngọt theo cơ chế VINCI”. Hệ thống lọc nước sạch này hoàn toàn đã thỏa mãn các yêu cầu của câu hỏi trên và đã khắc phục được các nhược điểm của các phương pháp hiện đang ứng dụng để tạo nước ngọt từ nước biển. Đề tài này được Ban tổ chức Cuộc thi Sáng tạo Thanh thiểu niên, Nhi đồng tỉnh Thừa Thiên Huế lần thứ 10, năm 2017 vừa được trao giải Nhất.
Thiết bị chuyển hóa nước biển thành nước ngọt theo cơ chế VINCI của nhóm tác giả Đặng Hoàng San và Huỳnh tăng Tuấn được trao giải Nhất tại Cuộc thi 2017
Em Đặng Hoàng San, tác giả của đề tài chia sẻ: Từ thực tiễn là các phương pháp để lọc nước biển thành nước ngọt hiện đang được ứng dụng trên thế giới, tồn tại một số mặt hạn chế nhất định gây cản trở ít nhiều cho người dùng. Mặc khác, ở Việt Nam cũng như nhiều nơi trên thế giới, người dân thiếu nước ngọt để sinh hoạt và sản xuất đang trở thành vấn đề của xã hội. Thiết bị chuyển hóa nước biển thành nước ngọt theo cơ chế VINCI là một thiết bị tạo nước sạch hoàn toàn theo một cơ chế hoàn toàn mới – cơ chế VINCI.
Mô hình thiết bị chuyển hóa nước biển thành nước ngọt theo cơ chế VINCI
Cơ chế VINCI là sự tổ hợp của hàng loạt các cơ chế được ráp nối, sáng tạo ra bởi nhóm tác giả nhằm đem đến hiệu năng vượt trội và tính mới hoàn toàn của hệ thống, bao gồm: Tạo ra các hạt lọc hấp phụ nano từ than hoạt tính, vỏ trấu, đất sét; phân tích nước ở dạng hạt nano bằng dao động sóng âm; thúc đẩy bay hơi và rửa trôi bằng các đầu phun sương; điều tiết nhiệt độ theo cơ chế Peltier và thấu kính Fresnel; máng nghiên inox đa tầng,…
E Huỳnh Tắng Tuấn cho biết thêm: Thiết bị chuyển hóa nước biển thành nước ngọt theo cơ chế VINCI có cấu tạo và cơ chế hoạt động, đó là:
Về cấu tạo gồm có: Thiết bị tạo sóng siêu âm; bơm nước; hệ lọc hấp phụ, hệ máng inox, thấu kính Fresnel, chip Peltier và các bộ phận khác (các khoang, đầu phun sương, quạt, ống, đây dẫn, phao,…)
Sơ lược về cấu tạo của hệ thống
Cơ chế hoạt động của thiết bị có 4 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Bơm hoạt động hụt nước biển đẩy qua vật liệu nano. Nước biển được liên tục đẩy qua 2 lớp bông thủy tinh kẹp giữa vật liệu lọc nano tự chiết suất có diện tích tiếp xúc 1000m2/hạt. Nước biển được lọc sơ bộ tạp chất rắn và một số hợp chất hòa tan, sau đó được đẩy vào khoang phân tách.
Giai đoạn 2: Sóng siêu âm được tạo ra trong lòng nước ở khoang phân tách, gây ra hiệu ứng chênh lệch áp suất tức thời, tạo ra các hạt dạng siêu nhỏ với kích thước đến nanometer và sau đó được quạt đẩy lên ở khoang hóa hơi.
Giai đoạn 3: Tại khoang hóa hơi, các hạt nước kích cở siêu nhỏ nhanh chóng hấp thụ nhiệt và bay hơi tức thời. Các hạt muối năng hơn nên dưới tác động của trọng lực rơi xuống và bám vào các tấm inox.
Tại các khe giữa các tấm inox được đặt nghiêng được bố trí các đầu phu sương cấp độ 0 hút nước theo vòng tuần hoàn từ khoang phân tách lên khoang hóa hơi và về lại khoang phân tách, tạo ra các hạt siêu mịn với kích thước cở 1 micron. Một phần các hạt này nhanh chóng hấp thụ nhiệt bay hơi tăng hiệu suất đáng kể và muối không bay hơi rơi xuống tương tự như các hạt kích cở nanometer. Phần còn lại đảm nhiệm việc rửa trôi muối khỏi khoang hóa hơi và đẩy ra ngoài thông qua một cổng xả ở khoang phân tách và được làm sạch tự động.
Dưới tác động của bức xạ nhiệt từ môi trường bên ngoài thông qua thấu kính Fresnel được hội tụ vào hệ thống, kết hợp với nhiệt từ bán dẫn tỏa ra khoang hóa hơi được tăng lên cao, tạo hóa hơi tức thời và nâng cao hiệu suất đáng kể.
Giai đoạn 4: Hơi nước từ khoang hóa hơi được quạt đẩy qua khoang ngưng tụ. Tại đây, hơi lạnh từ bán dẫn sẽ lành lạnh môi trường trong khoang, tạo nên sự chênh lệnh nhiệt độ khoang ngưng tụ và khoang phân tách lên đến 500C và làm cho hơi nước ngưng tụ. Nước ngưng tụ này là nước sạch.
Thiết bị chuyển hóa nước biển thành nước ngọt theo cơ chế VINCI là thành quả nổ lực của em Hoàng San và Tăng Tuấn đã được Ban tổ chức Cuộc thi sáng tạo Thanh thiếu niên, Nhi đồng tỉnh đánh giá cao về tính mới tính sáng tạo và khả năng ứng dụng của nó. Điều đặc biệt của đề tài nữa là giá thành rất thấp, chỉ 1,5 triệu đồng/thiết bị, với công suất 45 lít/ ngày, gấp 8 lần hệ thống nhiệt mặt trời thông thường và người sử dụng hoàn toàn có thể tự láp ráp.
Hồ Thành
