In che modo la dissalazione può diventare più economica?

La desalinizzazione, il processo di rimozione del sale dall'acqua, è costosa. Sebbene gli impianti di desalinizzazione su larga scala siano in funzione in tutto il mondo, generalmente dove è più economico che pompare acqua da lontano, non ce ne sono abbastanza per fornire acqua fresca ovunque sia necessaria.

Il Rahul Nair dell'Università di Manchester cerca di migliorare la desalinizzazione con membrane fatte di strati di ossido di grafene.

Un metodo comune di desalinizzazione, l'osmosi inversa, è costoso perché richiede una grande quantità di elettricità per spingere l'acqua attraverso un filtro. È anche costoso trattare l'acqua per uccidere i microbi e sostituire i filtri. I ricercatori sperano che il miglioramento dei materiali delle membrane possa rendere questo processo più economico.

Nanopori di grafene

I ricercatori sperano che le membrane in grafene resistenti e leggere possano costare meno e durare molto più a lungo delle membrane polimeriche di oggi. Il grafene generalmente respinge l'acqua, ma nella forma corretta può separare rapidamente il sale dall'acqua. Diversi team diversi stanno cercando modi per farlo.

• Ricercatori presso il Università di Manchester hanno preparato il grafene per l'uso come membrana di desalinizzazione introducendo minuscoli capillari in strati sovrapposti di ossido di grafene che consentono il passaggio dell'acqua. Queste aperture nel materiale sono larghe un atomo. Possono passare molecole di sale molto piccole che misurano meno di un nanometro, ma il team sta lavorando per migliorare il filtro in modo che elimini le particelle ancora più piccole. La ricerca è stata delineata in Scienza a febbraio.

• Con un metodo diverso, i ricercatori del MIT, il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti Laboratorio nazionale di Oak Ridge , e dell'Arabia Saudita King Fahd University of Petroleum and Minerals hanno dimostrato membrane di grafene con pori di dimensioni inferiori a un nanometro. A differenza del team di Manchester, questo gruppo sta introducendo buchi in uno strato di grafene spesso un atomo, piuttosto che attraverso più fogli. Questo design a membrana potrebbe essere 50 volte più permeabile all'acqua rispetto ai filtri polimerici odierni, stimano i ricercatori, il che significa che sarebbe necessaria meno energia per far passare il liquido. Questo progetto di membrana è dettagliato in a Nano lettere documento pubblicato lo scorso febbraio.

• I ricercatori del MIT David Cohen-Tanugi e Jeffrey Grossman hanno dimostrato che il grafene con nanopori potrebbe resistere ad alta pressione in questo Nano lettere documento pubblicato il 30 ottobre.

• L'anno scorso, Lockheed Martin ha brevettato una membrana a base di grafene che si dice possa dissalare l'acqua a una frazione del costo dei sistemi odierni.

Membrane multitasking

Mentre il grafene ha attirato l'attenzione come materiale promettente per le membrane, il ricercatore singaporiano Darren Sun ha passato anni a cercare un altro candidato: il biossido di titanio. Il Università tecnologica di Nanyang il professore ha sviluppato nanofibre fatte di cristalli di biossido di titanio. Poi li ha formati in membrane per filtrare l'acqua. Le membrane potrebbero avere molteplici applicazioni, anche in un metodo di desalinizzazione noto come osmosi diretta. Sun ritiene che supererebbero le prestazioni delle attuali membrane a base di polimeri perché possono uccidere i batteri e ridurre l'intasamento che ne richiede la sostituzione. Delinea la proprietà antibatterica delle sue nanofibre in a Dicembre 2013 ChemPlusChem carta.

L'asporto:

Nuove membrane realizzate con materiali migliori potrebbero un giorno rendere la desalinizzazione più veloce ed economica. Tuttavia, molte di queste tecnologie vengono utilizzate solo su piccola scala e richiederanno ricerche e finanziamenti significativi per essere ampiamente utilizzate.

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