Als er water ontbreekt, ontbreekt het in abstracte zin vrijwel nooit. Het ontbreekt in de kraan, in de lege tank die bij de deur staat, in de put die te diep is geworden, in de vrachtwagen die van ver moet komen, in de plastic fles die elke dag wordt gekocht omdat het alternatief een metaalachtige smaak heeft of te veel twijfels met zich meebrengt. In sommige gebieden ligt de zee voor de huizen, enorm en nutteloos voor degenen die dorst hebben. In andere gevallen stroomt vocht in de lucht over daken en velden zonder een hulpbron te worden. Dan zijn er vijvers, bassins, stilstaand water, vloeistoffen die beschikbaar lijken en in plaats daarvan sedimenten, bacteriën, pesticiden, zouten, chemische stoffen en zelfs microplastics kunnen bevatten.
De drinkwatercrisis heeft deze zeer concrete consistentie. Volgens de Verenigde Naties leven 2,2 miljard mensen nog steeds zonder veilig beheerde drinkwaterdiensten, terwijl bijna 4 miljard mensen minstens één maand per jaar te maken krijgen met ernstige waterschaarste. Binnen deze cijfers zijn er droogtes, oude netwerken, vervuild grondwater, oorlogen, stedelijke groei, intensieve landbouw en klimaatverandering. Technologie alleen blijft een gedeeltelijk antwoord. Sommige systemen kunnen echter juist helpen daar waar het netwerk niet goed presteert, te laat arriveert of op het slechtste moment uitvalt.
Het is beter om de ‘nulkosten’-formule te vermijden. De zon, vochtigheid, hitte en zwaartekracht kunnen het verbruik en de afhankelijkheid van het elektriciteitsnet verminderen, maar filters, panelen, materialen, onderhoud en productie blijven op de rekening staan. Om deze reden is de meest concrete belofte niet ‘gratis’ water, maar de mogelijkheid om kleinere, autonome, modulaire apparaten te hebben die zijn ontworpen om water te produceren dichtbij de plek waar het nodig is. Sommige zijn prototypes, sommige zijn concepten, sommige zijn technische systemen die nog echt uit de modellen moeten worden gehaald. Iedereen probeert in te spelen op dezelfde urgentie: het verkrijgen van drinkwater zonder te wachten op enorme infrastructuren.
De panelen die vocht opvangen
Het eerste systeem lijkt op een zonnepaneel, alleen produceert het water in plaats van elektriciteit. SunAir Fountain, ontwikkeld in Frankrijk, vangt ’s nachts de luchtvochtigheid op dankzij een adsorberend materiaal; Overdag verdampt de hitte van de zon het opgesloten water, dat vervolgens condenseert onder een glasoppervlak en door de zwaartekracht naar het verzamelpunt glijdt. Vervolgens wordt het water gefilterd en gemineraliseerd. Elk paneel kan tot 1 liter drinkwater per dag produceren, onder de vereiste zon- en vochtigheidsomstandigheden, weegt ongeveer 35 kilo en vereist vooral periodieke reiniging of vervanging van de filters.
De maatregel moet met voorzichtigheid worden gelezen. Eén liter per dag per paneel helpt in specifieke contexten, het kan zinvol zijn in meerdere modules, het kan het gebruik van plastic flessen verminderen en dus ook de blootstelling aan wegwerpverpakkingen, maar het vereist ruimte, adequate klimatologische omstandigheden en minimaal onderhoud. Voor een gezin van vijf personen, met een indicatieve behoefte van 10 liter per dag, spreekt de fabrikant van 10-12 panelen. De kracht van het systeem ligt in de eenvoud: geen putten, geen leidingen, geen elektriciteitsnet. Lucht, zon, filter, opvang. Een bijna bescheiden technologie, althans qua vorm.
Voor meer informatie: Water uit de lucht: de Franse uitvinding die droogte bestrijdt met de kracht van de zon (en elk paneel produceert één liter water per dag)
De zonnewatermaker
Een andere straat kijkt direct naar de zee. Een onderzoeksgroep bij UNIST in Zuid-Korea heeft een apparaat voor ontzilting op zonne-energie ontwikkeld dat gebruik maakt van perovskietmateriaal dat licht in warmte kan omzetten en de verdamping van zout water kan bevorderen. In zonnesystemen van dit type is het meest hardnekkige probleem de ophoping van zout: wanneer kristallen zich op het actieve oppervlak nestelen, neemt de efficiëntie af en raakt het apparaat verstopt. Hier is de structuur ontworpen om het zout naar de randen te duwen, waardoor het werkgebied vrijer blijft.
De meest genoemde gegevens zijn de opbrengst: 3,40 kg per vierkante meter per uur, oftewel ongeveer 3,4 liter per vierkante meter per uur onder testomstandigheden. De onderzoekers wijzen ook op een stabiele werking gedurende twee weken in 20% zoutoplossingen, veel geconcentreerder dan gewoon zeewater. Er is echter een waarschuwing nodig: de opbrengst van een laboratorium blijft anders dan die van dagelijks gebruik op het strand, in een kustdorp of in een noodkamp. Het echte verschil zit in de duur, de kosten, de netheid, de condensatie van het verdampte water en de uiteindelijke kwaliteit van het opgevangen water. Het principe blijft interessant: gebruik de zon als motor en bouw oppervlakken die zich kunnen verdedigen tegen zout.
Voor meer informatie: Gratis drinkwater uit de zee dankzij deze revolutionaire zonne-ontziltingsinstallatie die 3,4 liter per uur produceert zonder elektriciteit
De op lotus geïnspireerde luchtreiniger drijvend op stilstaand water
©Floatis
Floatis heeft nog een andere vorm. Het lijkt op een lotusblad dat op het wateroppervlak rust, met daaronder een filtergedeelte verborgen. Het is ontworpen voor vijvers, meren en stilstaand water, d.w.z. voor die plaatsen waar water aanwezig is, zichtbaar is, binnen handbereik blijft, maar mogelijke vervuiling met zich meebrengt: huishoudelijk afval, industriële resten, pesticiden, zwevende deeltjes, verzilting en opgehoopt vuil. Het apparaat, gepresenteerd als concept, stelt zich een eenvoudige bediening voor: het drijft, zuigt water van onderaf, filtert het en stelt het beschikbaar in een bovenste container.
Hier moet het woord ‘concept’ duidelijk in het zicht worden gehouden. Floatis vertelt een projectidee, niet een product dat al wijdverspreid is in dorpen of noodsituaties. De kracht ervan is het beeld van gebruik: een stabiel, zichtbaar object, zonder elektriciteit, dat rechtstreeks op stilstaand water kan werken. De limiet ligt volledig in de verificatie: bacteriën, virussen, chemische verontreinigingen en microplastics vereisen strenge tests, adequate filters en regelmatige vervangingen. Een drijvend apparaat kan mooi zijn om naar te kijken en slim van vorm zijn. Dan moet hij het vuile werk doen, het echte werk, onder de oppervlakte.
Voor meer informatie: De waterzuiveraar geïnspireerd door de lotusbloem die de toekomst van de toegang tot drinkwater zou kunnen veranderen
Grafeenoxidemembranen die water en zout scheiden
Grafeen heeft een enorme belofte opgeleverd, sommige solide, andere een beetje opgeblazen. In het geval van water hebben grafeenoxidemembranen echter een precieze wetenschappelijke basis. In 2017 toonde een team van de Universiteit van Manchester een methode om de zwelling van deze membranen ondergedompeld in water onder controle te houden, waardoor de ruimte tussen de lagen werd verkleind en ze gewone zouten konden vasthouden. In de aangehaalde tests verwijderden de membranen ongeveer 97% van de natriumchloride-ionen.
Het mechanisme werkt op vrijwel onzichtbare schaal. Water stroomt door extreem dunne kanalen, terwijl gehydrateerde zoutionen een fysieke barrière tegenkomen. Het aanvankelijke probleem zat juist in de zwelling: toen het grafeenoxide water absorbeerde, werden de ruimtes tussen de lagen groter en lieten ook de zouten door. Het beheersen van die afstand betekent dat een veelbelovend materiaal wordt omgezet in een membraan dat beter geschikt is voor ontzilting. Ook hier is voorzichtigheid geboden: er zit nog een lange weg tussen een gepubliceerd onderzoek en een zuinig, robuust, wasbaar filter klaar voor dagelijks gebruik. De mogelijkheid om drinkwater te produceren met efficiëntere membranen blijft echter een van de meest gevolgde gebieden in het onderzoek naar nieuwe materialen.
Voor meer informatie: Wetenschappers ontwikkelen een grafeenoxidefilter dat zeewater onmiddellijk drinkbaar maakt
Het systeem dat ontzilt, produceert waterstof, elektriciteit en koude lucht
De nieuwste uitvinding verandert van schaal. Twee ingenieurs van de Hamad Bin Khalifa Universiteit, Qatar, hebben een geïntegreerd systeem voor afgelegen woestijngebieden voorgesteld: tweezijdige fotovoltaïsche panelen, vriesontzilting, groene waterstofproductie, energieopslag en koudeterugwinning voor airconditioning. De logica gaat uit van brak grondwater, wat heel gebruikelijk is in droge gebieden, en maakt gebruik van bevriezing om ijskristallen die armer zijn aan zout te scheiden van het resterende zoute deel. Wanneer ijs smelt, wordt het zoet water; de geproduceerde koude kan worden teruggewonnen om omgevingen of landbouwstructuren te koelen.
In het geanalyseerde model bereikt het systeem een theoretische dagelijkse capaciteit van 52,8 kubieke meter zoet water, 6,3 MWh voor airconditioning, 177 kg waterstof en 2,4 MWh elektriciteit, met behulp van 10.785 vierkante meter tweezijdige fotovoltaïsche zonne-energie. Het zijn nummers van een systeem, niet van een draagbaar apparaat. Ze vertellen echter een ander traject: het verbinden van water, energie, koeling en landbouw in dezelfde cyclus, vooral daar waar de hitte het moeilijk maakt om te leven en te cultiveren. Hier komt het drinkwater samen met waterstof en koude in een groter systeem terecht. Minder rugzakspullen, meer modulaire infrastructuur voor extreem terrein.
Voor meer informatie: Het ontziltingssysteem dat naast drinkwater ook waterstof, elektriciteit en koude lucht produceert voor koeling
Deze vijf oplossingen hebben zeer verschillende afmetingen en volwassenheid. Een paneel van één liter per dag, een laboratoriumwatermaker op zonne-energie, een nog steeds conceptuele drijvende luchtreiniger, een nanometrisch membraan, een energiesysteem ter grootte van een kleine plant. Naast elkaar laten ze iets eenvoudigs zien: toegang tot drinkwater zal ook komen van lokale, modulaire technologieën, minder afhankelijk van het elektriciteitsnet en meer aandachtig voor onzichtbare verontreinigingen.
Veilige aquaducten, serieuze zuivering, bescherming van watervoerende lagen, vermindering van afval en openbaar beheer van water blijven het grootste deel van het werk. Deze uitvindingen komen daar waar het grote werk ontbreekt, kapot gaat of te laat is. Op sommige plaatsen weegt een liter per dag meer dan een belofte. Het zit er allemaal in, in het glas.
Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in:
