Gli ingegneri dell'Università dell'Illinois hanno fatto un passo avanti nello sviluppo di un processo di desalinizzazione dell'acqua salata che è potenzialmente più economico dell'osmosi inversa e prende in prestito dalla tecnologia delle batterie. Nel loro studio, i ricercatori si stanno concentrando su nuovi materiali che potrebbero rendere la desalinizzazione delle acque salmastre economicamente desiderabile ed efficiente dal punto di vista energetico.

La necessità di una tecnologia pratica di desalinizzazione è in aumento nel contesto del cambiamento climatico globale. regioni costiere, dove l'aumento dell'acqua di mare potrebbe invadere e contaminare le falde acquifere sotterranee, presentare solo un'area di preoccupazione. Con l'aumento della domanda di fonti di acqua pulita in diminuzione, aumenterà la necessità di desalinizzare l'acqua salmastra a bassa salinità proveniente da fonti interne e industriali, hanno detto i ricercatori.

Il professore di scienze meccaniche e ingegneria dell'Illinois Kyle Smith e i suoi coautori hanno pubblicato sulla rivista uno studio che dimostra la fattibilità di questa tecnologia simile a una batteria Electrochimica Acta .

In uno studio precedente, Smith e i suoi coautori hanno utilizzato modelli teorici per dimostrare che la tecnologia utilizzata nelle batterie agli ioni di sodio può desalinizzare efficacemente l'acqua di mare. La loro teoria afferma che utilizzando elettrodi che contengono ioni sodio e cloruro, il sale viene estratto e trattenuto in una camera separata dall'acqua depurata.

"Nel nostro nuovo studio, abbiamo costruito e sperimentato un dispositivo simile a una batteria che utilizza elettrodi realizzati con un materiale diverso. Quel materiale può rimuovere dall'acqua salmastra non solo ioni sodio ma anche potassio, calcio, magnesio e altri, " Smith ha detto. "Questo è importante perché le acque salate e salmastre non contengono solo cloruro di sodio. È spesso in miscela con altri sali come il potassio, cloruro di calcio e manganese."

Il nuovo materiale è un analogo chimico del composto blu di Prussia, l'intenso pigmento utilizzato nell'inchiostro per le cianografie. Funziona prendendo e trattenendo ioni caricati positivamente come il sodio all'interno della sua struttura cristallina, ha detto Smith.

"La competizione tra la velocità di diffusione dello ione caricato positivamente all'interno della struttura cristallina e il volume al quale gli ioni possono essere immagazzinati crea una struttura simile a una trappola, "Smith ha detto. "Entrano facilmente ma non possono uscire."

Ci sono altri materiali che possono assicurare ioni positivi, ma l'analogo blu di Prussia ha un ulteriore vantaggio:è potenzialmente molto economico da reperire.

"Per rendere economicamente fattibile una tecnologia come questa, deve essere economico e, idealmente, avere qualche vantaggio a valore aggiunto, " ha detto Smith. "Mostrando che il nostro dispositivo funziona bene con acque a bassa salinità, si è aperta la porta per l'uso con acque salmastre interne e possibilmente acque reflue industriali".

Smith e i suoi coautori mostrano che la quantità di rimozione del sale è sufficiente per dimostrare il loro concetto utilizzando acqua salmastra. Però, sono necessarie ulteriori ricerche per determinare in che modo la rimozione dei sali dall'acqua di mare e dalle acque reflue a maggiore salinità avrà un impatto su tale efficienza energetica.