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L’idrogel salato che cattura l’umidità dell’aria per produrre acqua

L’aria della Terra contiene quasi 13 mila miliardi di tonnellate d’acqua, una riserva di acqua potabile enorme e rinnovabile. Ogni tentativo di sfruttare questa fonte di acqua è stato inefficiente, costoso e complesso. Almeno sino ad ora.

 

a cura di Tommaso Tautonico

 

L’idrogel salato che cattura l’umidità dell’aria per produrre acqua

 

Un team di ricercatori della King Abdullah University of Science and Technology in Arabia Saudita ha sviluppato un dispositivo in grado di estrarre vapore acqueo dall’aria per produrre acqua dolce.

 

Una tecnologia a basso costo che potrebbe contribuire a produrre acqua in tutte quelle regioni del mondo dove la carenza idrica è un problema insuperabile.

 

L’idrogel salato che cattura l’umidità dell’aria per produrre acqua

 

Il prototipo sviluppato da Peng Wang del Water Desalination and Reuse Center e dal suo team, è riuscito nel complicato processo utilizzando un sale economico, stabile e non tossico: il cloruro di calcio. “Questo sale deliquescente ha un’alta affinità per l'acqua che permette di assorbire una grande quantità di vapore dall'aria circostante” dice Renyuan Li, un Ph.D. della squadra di Wang. "Il sale deliquescente si dissolve assorbendo l'umidità dall'aria" aggiunge.


Produrre acqua dall’umidità grazie all’idrogel salato

Il gel utilizzato nel dispositivo contiene cloruro di calcio. Nonostante questo sale assorba una grande quantità di vapore acqueo dall'aria, è un sale deliquescente, il che significa che si dissolve nell'acqua che assorbe, producendo acqua salata, di fatto inutilizzabile. “Il fatto che passi da un solido a un liquido salato dopo aver assorbito l'acqua è stato un ostacolo importante” afferma Li. "I sistemi che utilizzano assorbenti liquidi sono molto complicati".


Per superare l’ostacolo, i ricercatori hanno incorporato il sale in un polimero, chiamato idrogel, che può contenere un grande volume di acqua pur restando solido. Hanno anche aggiunto una piccola quantità di nanotubi di carbonio, molto  efficienti nel convertire la luce solare in calore, e necessari per garantire che il vapore acqueo catturato potesse essere rilasciato.

 

Così strutturato, il dispositivo è in grado di assorbire il vapore acqueo dall'aria di notte, conservandolo come liquido all'interno dell'idrogel.

 

La mattina il sole riscalda quel gel, il calore fa evaporare l'acqua dal gel sotto forma di vapore, che condensando ritorna allo stato liquido e viene raccolta all'interno del dispositivo.

 

Produrre acqua dall’umidità grazie all’idrogel salato: schema del processo


Per testarlo, i ricercatori hanno incorporato nel prototipo 35 grammi di questo idrogel. Lasciato fuori durante la notte, ha catturato 37 grammi di acqua in una notte in cui l'umidità relativa era di circa il 60%. Il giorno successivo, dopo 2,5 ore di irradiazione naturale del sole, la maggior parte dell'acqua assorbita è stata rilasciata e raccolta nel dispositivo.


 "Gli aspetti più importanti dell'idrogel sono le alte prestazioni e il basso costo", afferma Li. “Se il prototipo venisse ridimensionato per produrre 3 litri di acqua al giorno - il fabbisogno minimo di acqua per un adulto - il costo del materiale dell'idrogel assorbente sarebbe di appena mezzo centesimo al giorno”.


Attualmente il team di ricercatori sta lavorando per ridimensionare il sistema e adattarlo in modo che possa produrre acqua continuamente e non in piccole quantità.

 

img by discovery.kaust.edu.sa

 

 

 

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