L'accesso all'acqua pulita rimane una delle maggiori sfide che l'umanità deve affrontare. Una svolta degli ingegneri dell'Università del Texas ad Austin potrebbe offrire una nuova soluzione attraverso la tecnologia a energia solare che assorbe l'umidità dall'aria e la restituisce pulita, acqua utilizzabile.

La svolta, descritto in un recente numero della rivista Materiale avanzato , potrebbe essere utilizzato in situazioni di disastro, crisi idriche o nelle aree colpite dalla povertà e nei paesi in via di sviluppo. La tecnologia si basa su idrogel, materiali ibridi gel-polimero progettati per essere "super spugne" in grado di trattenere grandi quantità di acqua.

Un team di ricerca guidato da Guihua Yu nella Cockrell School of Engineering di UT Austin ha combinato idrogel che sono entrambi altamente assorbenti e possono rilasciare acqua dopo il riscaldamento. È stato dimostrato con successo che questa combinazione unica funziona in condizioni climatiche umide e secche ed è fondamentale per consentire la produzione di acqua potabile sicura dall'aria.

Con una stima di 50, 000 chilometri cubi di acqua contenuta nell'atmosfera, questo nuovo sistema potrebbe attingere a quelle riserve e potenzialmente portare a piccole, sistemi di filtrazione economici e portatili.

"Abbiamo sviluppato un sistema completamente passivo in cui tutto ciò che devi fare è lasciare l'idrogel all'esterno e raccoglierà l'acqua, " ha detto Fei Zhao, un ricercatore post-dottorato nel team di Yu e coautore dello studio. "L'acqua raccolta rimarrà immagazzinata nell'idrogel fino a quando non la esporrai alla luce solare. Dopo circa cinque minuti sotto la luce solare naturale, l'acqua esce."

Questa tecnologia si basa su una svolta del 2018 fatta da Yu e Zhao in cui hanno sviluppato un'innovazione per la purificazione dell'acqua a energia solare utilizzando idrogel che puliscono l'acqua da qualsiasi fonte utilizzando solo l'energia solare. La nuova innovazione del team porta quel lavoro un ulteriore passo avanti utilizzando l'acqua che già esiste nell'atmosfera. Per entrambe le tecnologie basate su idrogel, Yu e il suo team di ricerca hanno sviluppato un modo per combinare materiali che possiedono sia qualità igroscopiche (che assorbono l'acqua) sia idrofilia termica (la capacità di rilasciare acqua per semplice riscaldamento).

"Il nuovo materiale è progettato sia per raccogliere l'umidità dall'aria che per produrre acqua pulita sotto la luce del sole, evitando consumi energetici intensivi, " ha detto Yu, professore associato di scienza dei materiali e ingegneria meccanica.

La raccolta dell'acqua dall'umidità non è esattamente un concetto nuovo. La maggior parte dei frigoriferi mantiene le cose fresche attraverso un processo di condensazione del vapore. Però, il frigorifero comune richiede molta energia per compiere quell'azione. La tecnologia del team UT richiede solo energia solare, è compatto e può ancora produrre abbastanza acqua per soddisfare le esigenze quotidiane di una famiglia media. I test sui prototipi hanno mostrato una produzione giornaliera di acqua fino a 50 litri per chilogrammo di idrogel.

Rappresentando una nuova strategia per migliorare le tecniche di raccolta dell'acqua atmosferica utilizzate oggi, la tecnologia potrebbe anche sostituire i componenti principali nei sistemi di purificazione dell'acqua a energia solare esistenti o in altre tecnologie di assorbimento dell'umidità.