¿Cómo puede abaratarse la desalinización?

La desalinización, el proceso de eliminar la sal del agua, es costosa. Aunque las plantas de desalinización a gran escala están funcionando en todo el mundo, generalmente donde es más barato que bombear agua desde lejos, no hay suficientes para proporcionar agua dulce en todos los lugares donde se necesita.

Rahul Nair de la Universidad de Manchester busca mejorar la desalinización con membranas hechas de capas de óxido de grafeno.

Un método común de desalinización, la ósmosis inversa, es costoso porque requiere una gran cantidad de electricidad para empujar el agua a través de un filtro. También es costoso tratar el agua para matar microbios y reemplazar los filtros. Los investigadores esperan que los materiales de membrana mejorados puedan abaratar este proceso.

Nanoporos de grafeno

Los investigadores esperan que las membranas de grafeno fuertes y livianas cuesten menos y duren mucho más que las membranas de polímero actuales. El grafeno generalmente repele el agua, pero en la forma adecuada puede separar la sal del agua rápidamente. Varios equipos diferentes están investigando formas de hacerlo.

• Investigadores del universidad de manchester han preparado grafeno para su uso como membrana de desalinización mediante la introducción de pequeños capilares en capas apiladas de óxido de grafeno que permiten el paso del agua. Estas aberturas en el material tienen un átomo de ancho. Pueden pasar moléculas de sal muy pequeñas que miden menos de un nanómetro, pero el equipo está trabajando para mejorar el filtro para que elimine partículas aún más pequeñas. La investigación fue esbozada en Ciencias en febrero.

• Con un método diferente, investigadores del MIT, el Departamento de Energía de EE. UU. Laboratorio Nacional de Oak Ridge y Arabia Saudita Universidad Rey Fahd de Petróleo y Minerales demostró membranas de grafeno con poros de menos del tamaño de un nanómetro. A diferencia del equipo de Manchester, este grupo está introduciendo agujeros en una capa de grafeno de un solo átomo de espesor, en lugar de a través de varias hojas. Este diseño de membrana podría ser 50 veces más permeable al agua que los filtros de polímero actuales, estiman los investigadores, lo que significa que se necesitaría menos energía para empujar el líquido. Este diseño de membrana se detalla en un Nano letras artículo publicado en febrero pasado.

• Los investigadores del MIT, David Cohen-Tanugi y Jeffrey Grossman, demostraron que el grafeno con nanoporos podría soportar altas presiones en este Nano letras Artículo publicado el 30 de octubre.

• El año pasado, Lockheed Martin patentó una membrana hecha de grafeno que dice que puede desalinizar agua a una fracción del costo de los sistemas actuales.

Membranas multitarea

Si bien el grafeno ha llamado la atención como un material prometedor para las membranas, el investigador de Singapur Darren Sun ha pasado años investigando otro candidato: el dióxido de titanio. El Universidad Tecnológica de Nanyang profesor desarrolló nanofibras hechas de cristales de dióxido de titanio. Luego los formó en membranas para filtrar el agua. Las membranas podrían tener múltiples aplicaciones, incluso en un método de desalinización conocido como ósmosis directa. Sun cree que superarían a las membranas basadas en polímeros de hoy en día porque pueden matar bacterias y reducir la obstrucción que provoca su reemplazo. Describe la propiedad antibacteriana de sus nanofibras en un diciembre 2013 ChemPlusChem papel.

La comida para llevar:

Las nuevas membranas hechas de mejores materiales algún día podrían hacer que la desalinización sea más rápida y económica. Sin embargo, muchas de estas tecnologías solo se están haciendo a pequeña escala y requerirán una investigación y financiación significativas para que se utilicen ampliamente.

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