Sinh viên sáng chế máy tạo nước sạch từ không khí

Sáng chế từ thực tế

Cuối năm 2019, khi tham gia chuyến đi thực tế ở một huyện miền núi tỉnh Sơn La, Đặng Phạm Phú Linh (sinh viên năm thứ 4 ngành cơ điện tử, Viện Cơ khí, Trường ĐH Bách khoa Hà Nội) đã phải trải qua 3 ngày không có nước sinh hoạt.

“Ba ngày ở trên đó là khoảng thời gian không dễ dàng với mình và các bạn cùng đi khi bị thiếu nước sinh hoạt. Việc lấy nước ở những nơi cách xa nguồn như miền núi rất khó khăn. Điều này khiến mình trăn trở và muốn tìm giải pháp khắc phục”, Linh chia sẻ.

Sinh viên Đặng Phạm Phú Linh tại xưởng làm việc

Khi tìm hiểu, Linh cũng nhận thấy việc thiếu hụt nguồn nước đang là vấn đề báo động trên toàn cầu, trong đó có Việt Nam. Thế nhưng dường như không ai để ý, trong không khí chứa một lượng nước khổng lồ, đặc biệt ở Việt Nam khí hậu luôn có độ ẩm cao. Đây là nguồn nước có thể khai thác đưa vào sử dụng. Vậy là Linh bắt tay nghiên cứu đề tài “Giải pháp chiết tách nước sạch từ không khí”, với sự hướng dẫn của tiến sĩ Bùi Đình Bá, giảng viên Viện Cơ khí, Trường ĐH Bách khoa Hà Nội.

Máy được thiết kế dựa trên nguyên lý ngưng tụ hơi nước, giống như khi rót nước lạnh vào cốc và đặt ngoài môi trường với nhiệt độ thường, một lúc sau xuất hiện các giọt nước bám xung quanh thành cốc. Ban đầu Linh sử dụng thiết bị sò nóng lạnh (tấm bán dẫn có một mặt lạnh, một mặt nóng) để tản nhiệt trực tiếp. Tuy nhiên, tốc độ nóng quá nhanh khiến mặt lạnh của sò không kịp đáp ứng nên không thu được nước. Nghiên cứu ban đầu thất bại nhưng Linh vẫn không nản chí. Đầu năm 2021, Linh tiếp tục nghiên cứu và nhận được sự hỗ trợ của Lại Anh Quân, một người bạn học cùng trường. Sau 5 tháng triển khai, chiếc máy tạo nước sạch từ không khí đã được chế tạo thành công, với vốn đầu tư chỉ hơn 4 triệu đồng.

Khi đặt máy trong điều kiện nhiệt độ môi trường 25 - 35⁰C, với độ ẩm không khí trên 60%, lượng nước thu được sau 1 giờ vận hành từ 1,2 - 1,5 lít. Sau1 ngày, máy thu được gần 30 lít, đủ để sử dụng cho hộ gia đình hay văn phòng nhỏ.

Máy chiết tách nước sạch từ không khí do 2 sinh viên sáng chế

NVCC

Giải pháp thiết thực

Linh cho biết rút kinh nghiệm từ thất bại trước, lần này thay vì sử dụng thiết bị sò nóng lạnh, các bạn dùng riêng 2 dàn nóng và lạnh giúp tốc độ tản nhiệt được nhanh, hơi nước sẽ ngưng tụ nhiều hơn.

“Máy chiết tách nước sạch từ không khí hoạt động dựa theo nguyên lý ngưng tụ của dòng không khí ẩm. Dòng khí sau khi được làm sạch vật lý bằng màng lọc bụi được đưa qua bộ phận làm lạnh với nhiệt độ từ 2 - 10⁰C để đạt hiệu suất giữ hơi nước tốt nhất. Hơi nước qua dàn lạnh sẽ ngưng tụ lại trên những thành ống, tạo thành giọt và chảy xuống bể chứa”, Quân lý giải.

Chia sẻ về sáng chế này, tiến sĩ Bùi Đình Bá cho biết đây là một giải pháp rất hữu ích và thiết thực, có thể ứng dụng cho vùng cao và những nơi khan hiếm nguồn nước sạch. “Chúng tôi đã thử nghiệm nguồn nước thu được bằng thiết bị điện tử và thấy kết quả khả quan. Đây cũng là sản phẩm chưa có trên thị trường VN, với những tính năng rất hữu ích và sáng tạo. Vì vậy, sản phẩm hoàn toàn có thể hoàn thiện để thương mại hóa, với chi phí thấp, giúp cải thiện đời sống cho người dân vùng cao”, tiến sĩ Bá nói.

Dàn lạnh được tận dụng từ bộ phận của máy điều hòa cũ và đặt dưới dàn nóng tản nhiệt. Ngoài ra, trong đầu vào của không khí và đầu ra của nguồn nước được gắn thêm lõi lọc RO để loại bỏ bụi bẩn, vi khuẩn và lõi khoáng hóa (chứa đá khoáng, cuội hồng, cẩm thạch) để tạo vị ngọt tự nhiên.

“Khi những giọt nước đầu tiên được hút từ không khí thành công, mình vô cùng vui sướng, uống thử nghiệm luôn. Để sản phẩm tối ưu và có thể đưa vào sử dụng, nhóm dự định lắp thêm phần cảm biến giúp người dùng biết chính xác khi nào cần thay màng lọc và tia UV đảm bảo tiêu diệt vi khuẩn có hại trong nguồn nước này”, Linh chia sẻ.

Nói về khả năng phát triển sản phẩm, Linh cho biết sẽ hoàn thiện các chức năng để nguồn nước thu được đạt chuẩn an toàn cho người sử dụng và đạt mục tiêu tạo ra 50 lít nước mỗi ngày với lượng điện năng tiêu thụ ít nhất. Nhóm sẽ đưa máy ra vận hành tại những vị trí với điều kiện khí hậu khác nhau để so sánh, cải tiến chất lượng, đặc biệt thương mại hóa, giúp người dân vùng thiếu nước có thể tiếp cận với sản phẩm. Ngoài tác dụng lấy được nước sử dụng trong sinh hoạt hằng ngày, trong những ngày gió nồm ẩm của khí hậu Việt Nam, máy giúp làm khô phòng, tránh ẩm mốc, hỏng hóc đồ đạc và bảo vệ sức khỏe con người.

Khi hai bạn mang thiết bị này tham gia cuộc thi “Thanh niên sáng tạo vì khí hậu” do T.Ư Đoàn tổ chức vào đầu tháng 10 năm nay, đã được ban giám khảo đánh giá cao và đoạt giải nhì cuộc thi.