Un materiale economico a base di idrogel cattura in modo efficiente l'umidità anche dall'aria a bassa umidità e poi la rilascia su richiesta.

Un semplice dispositivo in grado di catturare il proprio peso in acqua dall'aria fresca e quindi rilasciare quell'acqua quando riscaldata dalla luce solare potrebbe fornire una nuova fonte sicura di acqua potabile nelle regioni aride remote, suggerisce una nuova ricerca di KAUST.

Globalmente, L'aria della Terra contiene quasi 13 trilioni di tonnellate di acqua, un vasto serbatoio rinnovabile di acqua potabile pulita. Le prove di molti materiali e dispositivi sviluppati per sfruttare questa fonte d'acqua hanno dimostrato che ciascuno di essi è troppo inefficiente, costoso o complesso per l'uso pratico. Un prototipo di dispositivo sviluppato da Peng Wang del Water Desalination and Reuse Center e dal suo team potrebbe finalmente cambiare le cose.

Al centro del dispositivo c'è l'economicità, stabile, sale non tossico, Cloruro di calcio. Questo sale deliquescente ha un'affinità così elevata per l'acqua che assorbirà così tanto vapore dall'aria circostante che alla fine si formerà una pozza di liquido, dice Renyuan Li, un dottorato di ricerca studente nella squadra di Wang. "Il sale deliquescente può dissolversi assorbendo umidità dall'aria, " lui dice.

Il cloruro di calcio ha un grande potenziale di raccolta dell'acqua, ma il fatto che si trasformi da solido a liquido salato dopo aver assorbito l'acqua è stato un grosso ostacolo per il suo utilizzo come dispositivo di cattura dell'acqua, dice Li. "I sistemi che utilizzano assorbenti liquidi sono molto complicati, " dice. Per superare il problema, i ricercatori hanno incorporato il sale in un polimero chiamato idrogel, che può contenere un grande volume d'acqua pur rimanendo un solido. Hanno anche aggiunto una piccola quantità di nanotubi di carbonio, 0,42% in peso, per garantire che il vapore acqueo catturato possa essere rilasciato. I nanotubi di carbonio assorbono molto efficacemente la luce solare e convertono l'energia catturata in calore.

Il team ha incorporato 35 grammi di questo materiale in un semplice prototipo di dispositivo. Lasciato fuori durante la notte, ha catturato 37 grammi di acqua in una notte in cui l'umidità relativa era di circa il 60 percento. Il giorno successivo, dopo 2,5 ore di irraggiamento solare naturale, la maggior parte dell'acqua assorbita è stata rilasciata e raccolta all'interno del dispositivo.

"Gli aspetti più notevoli dell'idrogel sono le sue alte prestazioni e il basso costo, ", afferma Li. Se il prototipo fosse ingrandito per produrre 3 litri di acqua al giorno, il fabbisogno idrico minimo per un adulto, il costo del materiale dell'idrogel adsorbente sarebbe di appena mezzo centesimo al giorno.

Il prossimo passo sarà mettere a punto l'idrogel assorbente in modo che rilasci l'acqua raccolta continuamente anziché in lotti, dice Wang.