Desalinizzazione dell’acqua grazie alle membrane di grafene, il materiale del futuro che potrebbe consentire a molte persone di recuperare l’acqua e renderla potabile.
Ultime news dal mondo dell’acqua, il bene primario che ci tiene in vita. Dopo avervi parlato del Desolenator, il pannello solare in grado di desalinizzare l’acqua marina e renderla potabile, oggi vi annunciamo che un team di scienziati dell’Oak Ridge National Laboratory sta studiando un metodo per ottenere la desalinizzazione dell’acqua grazie alle membrane di grafene. Ma vediamolo in dettaglio.
Il team di scienziati dell’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) del Dipartimento dell’Energia del Tennessee ha pensato di condurre alcuni esperimenti che verificassero le potenzialità del grafene come possibile membrana per un processo di osmosi inversa. I metodi attualmente utilizzati per la depurazione dell’acqua sono la distillazione e l’osmosi inversa. Nella distillazione una miscela viene riscaldata fino all’estrazione dei componenti volatili dal vapore, che poi condensa, ma richiede molta energia.
Nell’osmosi inversa invece si forza il flusso di un fluido attraverso una membrana porosa, dalla parte dove si ha una concentrazione salina maggiore, a quella in cui è inferiore, quindi nel caso dell’acqua di mare, dall’acqua salata all’acqua dolce, andando nella direzione opposta di quella che il fluido prenderebbe in condizioni naturali. Anche qui è richiesta una notevole quantità di energia, anche se inferiore a quella necessaria per la distillazione. I ricercatori hanno quindi realizzato dei fogli di grafene dello spessore di un atomo e a partire dal metano fatto passare attraverso un forno tubolare su un foglio di rame, che faceva da catalizzatore, per la scomposizione del gas in carbonio e idrogeno. Nel forno si raggiungeva la temperatura di 1000 gradi centigradi. Dal vapore si depositavano quindi atomi di carbonio che si autoassemblavano in esagoni addossati l’uno all’altro a formare un foglio con struttura bidimensionale a nido d’ape, di un atomo di spessore. Le molecole d’acqua non riescono però a passare attraverso questa spessa e robusta maglia, gli scienziati hanno così pensato di creare dei fori. Per fare questo hanno trasferito la membrana di grafene su un supporto di nitruro di silicio, avente un foro di dimensioni micrometriche. Esponendo la membrana così posizionata ad un plasma (gas ionizzato) di ossigeno venivano creati dei pori, grazie all’eliminazione di alcuni atomi di carbonio.
Questo non è stato fatto a caso, ma verificando le dimensioni ideali dei pori (da 0,5 a 1 nanometro) e la loro frequenza (1 poro per 100 nanometri quadrati). In tal modo le molecole d’acqua passano tranquillamente, richiedendo una pressione inferiore rispetto ai processi tradizionali, mentre gli ioni dei sali vengono trattenuti. Una grande innovazione che speriamo possa ben presto trovare applicazione su larga scala.
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