La disponibilità di acqua dolce sta diminuendo in tutto il mondo. Un problema che è destinato a crescere sempre più nel futuro. Un team di ricercatori del MIT ha sviluppato un metodo di utilizzare il grafene per filtrare acqua salata. La notizia di come il nuovo metodo di desalinizzare l’acqua di mare a basso consumo energetico ed economicamente sostenibile sta facendo il giro del mondo.
Desalinizzazione e Risparmio Energetico
“Non ci sono molte persone che stanno lavorando sulla desalinizzazione da un punto di vista dei materiali” afferama Jeffrey Grossman, del MIT. Attualmente il metodo più utilizzato per desaalinizzare l’acqua di mare è quello ad osmosi inversa. Lo svantaggio è che richiede durante il processo di desalinizzazione una notevole pressione dell’acqua, che a sua volta richiede una notevole quantità di energia.
Ad oggi un metodo per rendere energicamente sostenibile il processo di desalinizzazione è stato quello (utilizzato dalla marina statunitense) di migliorare la convenzionale osmosi inversa con risultati di risparmio energetico del 65%.
Un nuovo approccio invece proviene dall’università del Colorado, dove i ricercatori stanno lavorando su una cella a combustibile microbica in grado di funzionare con acqua di mare o acque reflue. Il risultato è molto interessante perché oltre a generare elettricità, la cella a combustibile dissala o purifica l’acqua oltre a produrre idrogeno.
La Soluzione Offerta dal Grafene
Come la cella a combustibile microbica, la ricerca del MIT rappresenta una rottura significativa con l’attuale tecnologica per desalinizzare. Come descritto nella ricerca, il team del MIT ha creato un foglio di grafene che grazie alle dimensioni dei suoi fori è in grado di impedire il passaggio delle molecole di NaCl, lasciando invece passare le molecole d’acqua. “Siamo rimasti molto sorpresi dal modo in cui il grafene eseguisse il suo lavoro rispetto altri materiali utilizzati nelle simulazioni”, continua Grossman.
La chiave del nuovo processo che utilizza il grafene è dato dal controllo molto preciso della dimensione dei fori del foglio di grafene. “La dimensione ideale è di un nanometro, o miliardesimo di metro”, spiega Grossman e continua: “se i fori fossero più piccoli le molecole dell’acqua non passerebbero, mentre se fossero più grandi, anche il sale vi passerebbe”.
In termini di consumo di energia, la soluzione che utilizza il grafene è in grado di generare acqua dissalata ad una velocità molto maggiore utilizzando la stessa quantità di energia rispetto l’osmosi inversa. Attualmente il team delMIT si sta concentrando su una prima reale applicazione della tecnologia. Ad oggi infatti i ricercatori possono solo verificarne il modello matematico a computer.
Il Grafene: Soluzione Totalizzante?
Il grafene negli ultimi anni viene utilizzato in numerose tecnologie. Fin dalla sua scoperta nel 2004, il grafene ha generato migliaia di articoli di ricerca per applicazioni di ogni tipo, dall’utilizzo nelle tecnologie sostenibili alla nuova generazione di dispositivi elettronici.
Lo studio del grafene inoltre ha dato vita anche a nuovi metodi di rifinire i materiali convenzionali per ottenere risultati simili. Ad oggi il grafene si può trovare in fogli ultrasottili costituiti da atomi di carbonio con proprietà di semiconduttori. Notoriamente è piuttosto difficile da lavorare per non parlare di processi di industrializzazione su scala commerciale.
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