Cosa servirà per commercializzare migliori tecnologie di desalinizzazione?

Lo stima l'Organizzazione Mondiale della Sanità 750 milioni le persone non hanno accesso a fonti d'acqua sicure, mentre molte altre hanno forniture insufficienti a causa della siccità come quella in California. La creazione di acqua dolce attraverso la desalinizzazione dell'oceano o l'acqua salata sulla terraferma è ancora costosa, principalmente a causa dell'energia necessaria per spingere l'acqua attraverso le membrane che filtrano il sale (vedi Come può la desalinizzazione diventare più economica? e Desalinizzazione per disperazione). Negli ultimi mesi, gli scienziati hanno pubblicato una ricerca che migliora la nostra comprensione delle prospettive di membrane migliori realizzate con il materiale super resistente e leggero grafene.

Un rendering della struttura del grafene.

Cristalli singoli

Nel numero del 23 marzo di Natura Nanotecnologia , i ricercatori dell'Oak Ridge National Laboratory hanno descritto come hanno realizzato una membrana di grafene per la desalinizzazione dalla stratificazione di atomi di carbonio in una struttura a nido d'ape. Questi atomi formano un cristallo a forma esagonale che misura circa 0,1 millimetri di larghezza e lunghezza, con fori più piccoli di un nanometro progettati per far passare l'acqua e bloccare il sale. Una membrana di desalinizzazione realizzata con questo cristallo di grafene dovrebbe idealmente essere misurata in metri per funzionare in un impianto commerciale, afferma Ivan Vlassiouk, ricercatore di Oak Ridge. Dice che finora il team ha ridimensionato questo materiale di membrana fino a diversi millimetri.

Perdite di tenuta

I ricercatori del MIT hanno dimostrato che è possibile utilizzare fogli di grafene come membrana di desalinizzazione fissandoli a una struttura di supporto in policarbonato. Tuttavia, nel grafene tendono a formarsi difetti, che possono indebolire la membrana e possibilmente lasciar passare sale o altri contaminanti. In un 27 aprile Nano lettere carta , sembra che i ricercatori e gli autori del MIT di Oak Ridge e della King Fahd University of Petroleum and Minerals dell'Arabia Saudita abbiano trovato un modo per risolvere questo problema. Il team ha riempito i difetti più grandi con nylon e ha depositato metallo afnio seguito da uno strato di ossido in aree di difetto più piccole.

Progettazione informatica

La forza, la magrezza e le proprietà chimiche del grafene potrebbero renderlo il materiale di membrana definitivo per la desalinizzazione, hanno scritto i ricercatori del MIT David Cohen-Tanugi e Jeffrey Grossman in un articolo che esamina alcuni dei progressi compiuti dai ricercatori. Descrivono come le simulazioni al computer abbiano aiutato i ricercatori a comprendere le proprietà chimiche dei nanopori penetrati nel materiale; come l'acqua scorre attraverso queste aperture; e quanto bene le membrane possono mantenere la loro forza nel tempo. Il documento è stato pubblicato nel numero del 15 giugno di dissalazione.

L'asporto:

Vlassiouk di Oak Ridge afferma che potrebbe volerci almeno un decennio per commercializzare la desalinizzazione del grafene. Mentre il grafene potrebbe teoricamente creare membrane che elaborano l'acqua più rapidamente con meno energia, i risparmi sui costi che sarebbero associati al loro utilizzo rimangono poco chiari.

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