I ricercatori della Monash University hanno sviluppato una tecnologia in grado di fornire acqua pulita a migliaia di comunità in tutto il mondo. Questo sistema di generazione di vapore solare produce acqua pulita da acqua salata (oceano) con quasi il 100% di rimozione del sale. Fornisce una soluzione alle carenze idriche nelle aree regionali in cui l'elettricità di rete non è disponibile.

Si stima che 844 milioni di persone non abbiano accesso all'acqua pulita, mentre ogni minuto un neonato muore per un'infezione causata dalla mancanza di acqua potabile e da un ambiente sporco.

La desalinizzazione dell'acqua di mare e il riciclaggio delle acque reflue sono due modi per alleviare il problema della scarsità d'acqua, ma gli approcci convenzionali sono ad alta intensità energetica e basati sulla combustione di combustibili fossili. Infatti, il trattamento delle acque utilizza circa il 3% dell'approvvigionamento energetico mondiale.

I ricercatori della Monash University hanno sviluppato una tecnologia energetica passiva in grado di fornire prodotti puliti, acqua potabile a migliaia di comunità, semplicemente utilizzando materiali fototermici e la forza del sole.

Guidato dal professor Xiwang Zhang del Dipartimento di ingegneria chimica della Monash University, i ricercatori hanno sviluppato un robusto sistema di generazione di vapore solare che raggiunge una produzione efficiente e continua di acqua pulita da acqua salata con quasi il 100% di rimozione del sale.

Attraverso un controllo preciso della cristallizzazione del sale solo sul bordo del disco di evaporazione, questo nuovo design può anche raccogliere i sali.

La fattibilità e la durata del progetto sono state convalidate utilizzando l'acqua di mare di Lacepede Bay nel South Australia. Questa tecnologia è una soluzione promettente per la carenza d'acqua nelle aree regionali in cui l'elettricità di rete non è disponibile.

I risultati sono stati pubblicati sulla rivista internazionale Scienze energetiche e ambientali .

"La sicurezza idrica è la più grande sfida che il mondo deve affrontare nel 21° secolo, soprattutto quando la popolazione cresce e gli effetti del cambiamento climatico prendono forma. Le comunità in via di sviluppo e con risorse insufficienti risentono maggiormente degli effetti di questi fattori, "Ha detto il professor Zhang.

"L'utilizzo dell'energia solare per il trattamento delle acque è stato ampiamente considerato come una delle soluzioni sostenibili per affrontare la scarsità di acqua pulita in alcune comunità, senza sacrificare il nostro ambiente o le nostre risorse.

"Nonostante i significativi progressi compiuti nello sviluppo materiale, il processo di evaporazione è stato ostacolato dalla concentrazione di sale in superficie, che incide sulla qualità dell'acqua prodotta."

I ricercatori hanno creato un disco utilizzando carta da filtro super-idrofila con uno strato di nanotubi di carbonio per l'assorbimento della luce. Un filo di cotone, con un diametro di 1 mm, fungeva da canale di trasporto dell'acqua, pompando acqua salina al disco di evaporazione.

L'acqua salina viene trasportata dal filo di cotone dalla soluzione sfusa al centro del disco di evaporazione. La carta da filtro trattiene l'acqua pura e spinge il sale rimanente ai bordi del disco.

L'assorbanza della luce è stata misurata al 94 per cento sull'intero spettro solare. Il disco ha anche mostrato un rapido aumento della temperatura quando esposto alla luce sia allo stato secco che umido, passando rispettivamente da 25°C a 50°C e da 17,5°C a 30°C entro un minuto.

Questa tecnologia ha grandi potenzialità anche in altri campi, come lo scarico liquido zero delle acque reflue industriali, disidratazione fanghi, gestione dei residui minerari e recupero delle risorse. Studi futuri cercheranno di estendere la tecnologia a queste applicazioni con il supporto dell'industria.

"I risultati del nostro studio fanno un ulteriore passo avanti verso l'applicazione pratica della tecnologia di generazione di vapore solare, dimostrando un grande potenziale nella desalinizzazione dell'acqua di mare, recupero delle risorse dalle acque reflue, e scarico liquido zero, "Ha detto il professor Zhang.

"Speriamo che questa ricerca possa essere il punto di partenza per ulteriori ricerche sui modi passivi dal punto di vista energetico per fornire acqua pulita e sicura a milioni di persone, illuminare l'impatto ambientale dei rifiuti e recuperare risorse dai rifiuti".