Hàn Quốc phát triển công nghệ khử muối bằng năng lượng mặt trời tiên tiến, hướng đến giải pháp nước sạch và hydro xanh bền vững

Annie Nguyễn
Ngày 12 tháng 7 năm 2026

Trong bối cảnh các tập đoàn toàn cầu như Messer đang đẩy mạnh đầu tư vào hydro xanh tại Việt Nam, Hàn Quốc đã đạt được bước tiến quan trọng trong lĩnh vực công nghệ khử muối nước biển bằng năng lượng mặt trời – giải pháp hứa hẹn giải quyết bài toán kép về nước sạch và năng lượng tái tạo.

Công nghệ đột phá của UNIST: Sản xuất nước sạch không cần điện ngoại lai

Nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa học và Công nghệ Quốc gia Ulsan (UNIST), dẫn đầu bởi Giáo sư Ji-Hyun Jang, đã phát triển một thiết bị bay hơi nước biển sử dụng năng lượng mặt trời hoàn toàn, không cần bất kỳ nguồn điện bên ngoài nào. Điểm đột phá của công nghệ này là vật liệu quang nhiệt ba thành phần (ternary oxide) mới, được chế tạo bằng cách thay thế một phần mangan trong oxit mangan chống ăn mòn bằng đồng và crom.

Vật liệu này có khả năng hấp thụ gần như toàn bộ ánh sáng mặt trời từ tia cực tím đến cận hồng ngoại – vượt xa các vật liệu oxit thông thường chỉ hấp thụ ánh sáng khả kiến. Nhờ đó, bề mặt thiết bị có thể đạt nhiệt độ lên tới 80°C, giúp tăng tốc độ bay hơi nước biển lên gấp nhiều lần so với quá trình bay hơi tự nhiên.

Thiết kế hình chữ L hoặc chữ U ngược của thiết bị giải quyết vấn đề tích tụ muối – một thách thức lớn của các hệ thống khử muối bằng năng lượng mặt trời. Muối được đẩy ra các cạnh, kết tinh và có thể dễ dàng thu gom hoặc tái sử dụng, giúp bề mặt hấp thụ luôn sạch sẽ để duy trì hiệu suất ổn định.

Trong thử nghiệm, thiết bị đạt hiệu suất bay hơi ấn tượng – tương đương sản xuất khoảng vài lít nước uống tinh khiết mỗi giờ cho mỗi mét vuông bề mặt thiết bị. Đặc biệt, thiết bị có thể hoạt động ổn định trong nhiều ngày ngay cả trong môi trường nước muối có nồng độ cao hơn nước biển thông thường.

Ứng dụng thực tế tại Gangneung và triển vọng tương lai

Không chỉ dừng lại ở nghiên cứu phòng thí nghiệm, công nghệ khử muối kết hợp năng lượng mặt trời và chưng cất màng do Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc (KIST) phát triển đang được thử nghiệm thực tế tại Gangneung – thành phố đang hứng chịu đợt hạn hán kỷ lục.

Công nghệ này hoạt động dựa trên nguyên lý chưng cất màng: hơi nước từ nước biển được đun nóng đi qua màng vi xốp do chênh lệch áp suất hơi, sau đó ngưng tụ thành nước ngọt. So với các phương pháp phổ biến như thẩm thấu ngược và bay hơi, chưng cất màng vận hành ở nhiệt độ và áp suất thấp hơn, mang lại hiệu suất năng lượng cao hơn và lượng khí thải carbon thấp hơn.

KIST đã đầu tư hàng tỷ KRW từ năm 2021 để phát triển công nghệ này và đạt được kết quả ấn tượng trong phòng thí nghiệm: giảm đáng kể tiêu thụ năng lượng và tăng hiệu suất sản xuất nước ngọt. Thử nghiệm thực tế tại Gangneung từ cuối năm 2025 sẽ thu thập dữ liệu quan trọng để thương mại hóa công nghệ.

Mối liên hệ với hydro xanh: Giải pháp tích hợp nước và năng lượng

Công nghệ khử muối tiên tiến này có mối liên hệ chặt chẽ với ngành công nghiệp hydro xanh. Sản xuất hydro xanh thông qua điện phân nước yêu cầu nguồn nước tinh khiết chất lượng cao – một thách thức lớn tại các khu vực khan hiếm nước. Nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng công nghệ khử muối bằng màng kết hợp với điện phân nước biển có thể tạo ra hydro xanh ngay tại các vùng ven biển, tận dụng tối đa tài nguyên địa phương.

Một nghiên cứu của Đại học Quốc gia Seoul đã phát triển hệ thống tích hợp sản xuất nước tinh khiết và hydro đồng thời dựa trên hiện tượng phân cực nồng độ ion – công nghệ cho phép thu hồi một phần năng lượng điện sử dụng cho quá trình lọc dưới dạng năng lượng hydro. Hệ thống này đặc biệt phù hợp cho các khu vực hạn chế về hạ tầng như vùng thiên tai, tàu vũ trụ hoặc các căn cứ quân sự xa xôi.

Ông Winai Porntipworawech, chuyên gia trong lĩnh vực này, nhận xét: "Mặc dù tuyên bố sản xuất nước khử muối với 'chi phí bằng không' là phóng đại, vì cơ sở hạ tầng, bảo trì, màng lọc và hệ thống năng lượng vẫn đòi hỏi đầu tư đáng kể, nhưng việc tích hợp năng lượng mặt trời giúp giảm đáng kể chi phí năng lượng vận hành so với các nhà máy khử muối thông thường."

Công nghệ của UNIST và KIST đại diện cho một bước tiến quan trọng hướng tới giải quyết cả hai vấn đề cấp bách của nhân loại: khủng hoảng nước sạch và biến đổi khí hậu. Bằng cách kết hợp sản xuất nước sạch, lưu trữ năng lượng tái tạo và sản xuất hydro xanh, các hệ thống tích hợp này có thể cung cấp giải pháp bền vững và khả thi về mặt kinh tế cho các cộng đồng ven biển và khu vực đang phát triển.