In de zomer van vorig jaar leed Gangneung, gelegen aan de oostkust van Korea, onder een ernstige droogte. Ondanks het moessonseizoen waren de nevelwolken verdwenen door de ongebruikelijke ontwikkeling van hoog drukgebied. De bodem van de Ohbong-reservoir, de belangrijkste waterbron voor de inwoners, barstte uiteen als een schildpadpantser.
Met de realiteit van watercrises door klimaatverandering, werkte het Water Resource Recycling Research Team van het Korea Institute of Science and Technology (KIST) aan een innovatieve oplossing in Gangneung: een demonstratieproject voor zonne-energiegedreven membraan destillatie van zeewater. Wetenschapsyoutuber Jisik-in Minani bezocht de locatie om deze belofte in actie te zien.
De Kracht van Membraan
Bij binnenkomst in de demonstratiefaciliteit viel een enorme tank op, vergezeld van ingewikkelde leidingen en bedekt met zonnepanelen. Dr. Song Kyung-geun, hoofd van het team bij KIST, legde uit dat de technologie gebaseerd is op een eenvoudig principe: de drukverandering door temperatuurverschillen.
In tegenstelling tot traditionele desalinationmethoden, die drinkwater creëren door zeewater te koken of hoge druk te gebruiken, maakt deze technologie gebruik van de ‘membraan destillatie’ methode. Dit systeem kan worden vergeleken met een kom hete soep: wanneer de damp opstijgt en in contact komt met een koud oppervlak, vormt het druppels. Het team introduceerde een hydrofobe (waterafstotende) scheidingslaag tussen het hete zeewater en het koele zoetwater.
“In deze module stromen hete zeewater en koud zoetwater dicht bij elkaar, gescheiden door een dunne laag,” aldus Dr. Song. “De temperatuurverschillen zorgen ervoor dat alleen de pure waterdamp (H₂O) door de membraan naar de zoete kant gaat, terwijl de zouten en verontreinigingen achterblijven.”
Zonne-energie als Oplossing
Een van de grootste uitdagingen van deze technologie is de ‘energieprijs’, aangezien het verwarmen van water veel energie vergt. Het onderzoeksteam zocht naar oplossingen in de zon boven hen. De geïnstalleerde panelen werken anders dan traditionele zonnepanelen; de voorkant genereert elektriciteit, terwijl de achterkant warmte absorbeert om de zeewater te verhitten.
Tijdens een live test op de locatie werd de elektrische geleidbaarheid van het zeewater gemeten. Waar zuiver zoetwater slecht geleidt, toont zeewater met een geleidbaarheid van meer dan 50.000 µS/cm aan dat het vol mineralen en zouten zit. Na het proces had het gezuiverde water een waarde van slechts 200 µS/cm, wat betekent dat het geen zee- of zoutsmaak had en perfect drinkbaar was. Dit is een resultaat dat de natuurlijke cyclus van regenwater en rivieren, die eeuwen in beslag neemt, in slechts enkele minuten kan nabootsen.
Van Afvalwater naar Hulpbron
Naast de uitdaging van het verwerven van drinkwater, blijft het probleem van ‘concentratieafval’ (brijn) een vraagstuk. Het afvoeren van dit zoute restwater kan de mariene ecosystemen verstoren. Echter, het KIST-team beschouwt dit ‘afvalwater’ als een ‘vloeibare mijn’.
“Door meer water te laten verdampen uit het geconcentreerde zoutwater kunnen we zeldzame mineralen zoals lithium en magnesium extraheren,” zei Dr. Song. Dit zou een game changer kunnen zijn voor Korea, dat, als een land met beperkte middelen, een belangrijke bron van lithium uit zeewater kan winnen voor batterijen. Dit idee van het winnen van hulpbronnen uit de restproducten van waterproductie is een visionair voorbeeld van circulaire economie.
De Toekomst van Water in een Tijd van Klimaatcrisis
Er zijn echter nog steeds uitdagingen. Alleen vertrouwen op zonne-energie kan de prestaties beïnvloeden door weersomstandigheden; daarom onderzoekt het team hybride systemen die gebruikmaken van restwarmte van energiecentrales en kleinere reactoren. Het effectief kunnen verzamelen van deze warmte zal bepalend zijn voor de economische haalbaarheid.
In Korea worden veranderingen al zichtbaar. In 2026 zal een grote desalination faciliteit in Chungnam Daejeon 100.000 ton per dag gaan produceren voor industriële doeleinden. Gezien dat 69% van de klimaatschade in de komende tien jaar zal verband houden met watergerelateerde rampen, is het tijd om water niet alleen te beheren, maar ook actief te produceren.
Onder de brandende zon van Gangneung maakten de desalinationmodules de vraag zichtbaar: is de zee een verschrikking die ons overrompelt, of een onuitputtelijke bron? Het antwoord ligt in de manier waarop we deze technologieën ontwikkelen en toepassen.
