Sembra come ottenere qualcosa per niente, ma puoi davvero ottenere acqua potabile proprio dall'aria più secca del deserto.

Anche nei luoghi più aridi della Terra, c'è un po' di umidità nell'aria, e un modo pratico per estrarre quell'umidità potrebbe essere una chiave per la sopravvivenza in luoghi così aridi. Ora, i ricercatori del MIT hanno dimostrato che un tale sistema di estrazione può funzionare.

Il nuovo dispositivo, sulla base di un concetto che il team ha proposto per la prima volta l'anno scorso, è stato ora testato sul campo nell'aria molto secca di Tempe, Arizona, confermando le potenzialità del nuovo metodo, anche se rimane molto lavoro per aumentare il processo, dicono i ricercatori.

Il nuovo lavoro è riportato oggi sulla rivista Comunicazioni sulla natura e include alcuni miglioramenti significativi rispetto al concetto iniziale che è stato descritto l'anno scorso in un articolo su Science, dice Evelyn Wang, il Gail E. Kendall Professor nel Dipartimento di Ingegneria Meccanica, che era l'autore senior di entrambi gli articoli. Il postdoc del MIT Sameer Rao e l'ex studente laureato Hyunho Kim SM '14, PhD '18 sono stati gli autori principali dell'ultimo documento, insieme ad altri quattro al MIT e all'Università della California a Berkeley.

Il documento dello scorso anno ha attirato molta attenzione, dice Wang. "Ha avuto un sacco di clamore, e qualche critica, "dice. Ora, "tutte le domande che sono state sollevate l'ultima volta sono state esplicitamente dimostrate in questo documento. Abbiamo convalidato questi punti".

Il sistema, basato su materiali relativamente nuovi ad alta superficie chiamati strutture metallo-organiche (MOF), può estrarre acqua potabile anche dall'aria più secca del deserto, dicono i ricercatori, con umidità relativa fino al 10%. I metodi attuali per estrarre l'acqua dall'aria richiedono livelli molto più alti:100 percento di umidità per i metodi di raccolta della nebbia, e oltre il 50 percento per i sistemi basati sulla refrigerazione per la raccolta della rugiada, che richiedono anche grandi quantità di energia per il raffreddamento. Quindi il nuovo sistema potrebbe potenzialmente soddisfare un fabbisogno idrico insoddisfatto anche nelle regioni più aride del mondo.

Eseguendo un dispositivo di prova su un tetto dell'Arizona State University a Tempe, Wang dice, il team "stava testando sul campo in un luogo rappresentativo di queste zone aride, e ha mostrato che possiamo effettivamente raccogliere l'acqua, anche con punto di rugiada sotto zero."

Il dispositivo di prova è stato alimentato esclusivamente dalla luce solare, e sebbene fosse un piccolo dispositivo di prova, se ingrandita la sua produzione sarebbe equivalente a più di un quarto di litro di acqua al giorno per chilogrammo di MOF, dicono i ricercatori. Con una scelta ottimale del materiale, l'output può essere tre volte superiore a quello della versione corrente, dice Kim. A differenza dei metodi esistenti per estrarre l'acqua dall'aria a bassissime umidità, "con questo approccio, puoi davvero farlo, anche in queste condizioni estreme, " dice Wang.

Non solo questo sistema funziona a umidità più basse rispetto alla raccolta della rugiada, dice Rao, ma quei sistemi richiedono pompe e compressori che possono usurarsi, considerando che "questo non ha parti in movimento. Può essere azionato in modo completamente passivo, in luoghi con bassa umidità ma grandi quantità di luce solare."

Considerando che il team aveva precedentemente descritto la possibilità di eseguire il sistema in modo passivo, Rao dice, "ora abbiamo dimostrato che questo è davvero possibile". La versione attuale può funzionare solo su un singolo ciclo giorno e notte con la luce del sole, Kim dice, ma "il funzionamento continuo è possibile anche utilizzando abbondanti fonti di calore di bassa qualità come biomasse e calore di scarto".

Il prossimo passo, Wang dice, è lavorare per ampliare il sistema e aumentarne l'efficienza. "Speriamo di avere un sistema in grado di produrre litri d'acqua". Questi piccoli, i sistemi di prova iniziali sono stati progettati solo per produrre pochi millilitri, per dimostrare che il concetto ha funzionato in condizioni reali, ma lei dice "vogliamo vedere l'acqua che fuoriesce!" L'idea sarebbe quella di produrre unità sufficienti per fornire acqua alle singole famiglie.

Il team ha testato l'acqua prodotta dal sistema e non ha trovato tracce di impurità. I test con lo spettrometro di massa hanno mostrato che "non c'è niente dal MOF che penetra nell'acqua, " Dice Wang. "Dimostra che il materiale è davvero molto stabile, e possiamo ottenere acqua di alta qualità."