I ricercatori dell'UNSW stanno utilizzando il grafene "materiale meraviglioso" per generare energia sostenibile negli impianti di trattamento delle acque reflue municipali.

Gli scienziati dell'UNSW che hanno sviluppato un filtro al grafene per migliorare la qualità dell'acqua potabile hanno scoperto una nuova applicazione per la forma molto sottile di carbonio:la capacità del grafene di purificare il metano dal biogas prodotto negli impianti di acque reflue.

Il gruppo di ricerca, guidato dal dottor Rakesh Joshi della UNSW School of Materials Science and Engineering, ha dimostrato su scala di laboratorio che le membrane di grafene possono essere utilizzate per estrarre il metano presente nel biogas generato durante la scomposizione dei materiali organici negli impianti di acque reflue.

La ricerca indica che è possibile purificare il metano dal biogas in un ambiente di impianto di trattamento delle acque reflue, creando una potenziale fonte di energia rinnovabile. biogas, una miscela di metano e altre impurità, viene prodotto durante la digestione anaerobica nel trattamento delle acque reflue, il processo di separazione dei batteri dal materiale biodegradabile.

"Stiamo lavorando in stretta collaborazione con Sydney Water per convertire questi risultati in una tecnologia retrofit per gli impianti di trattamento delle acque reflue, " ha detto il dottor Joshi. "Grafene, un sottile foglio di atomi di carbonio che si forma a nido d'ape, è considerato un materiale meraviglioso che è più forte dell'acciaio. Il nostro team concentra la ricerca sul grafene per generare soluzioni innovative utilizzabili dall'industria".

Il team di grafene dell'UNSW, in collaborazione con Sydney Water, ha già dimostrato con successo un a base di grafene, filtro su scala di laboratorio in grado di rimuovere oltre il 99% dell'onnipresente materia organica naturale lasciata durante il trattamento convenzionale dell'acqua potabile.

"L'ultima ricerca del nostro gruppo indica che è possibile utilizzare il grafene per estrarre e raffinare il metano da riciclare e riutilizzare come fonte di energia, " ha detto il dottor Joshi.

Dott.ssa Heri Bustamante, Scienziato principale in trattamento presso Sydney Water, ha affermato che è necessario sviluppare tecnologie più convenienti e più facili da utilizzare per purificare il prezioso metano nel biogas.

"Sydney Water attualmente utilizza il biogas prodotto nel processo di trattamento delle acque reflue per generare energia. L'uso del grafene consentirà una maggiore cattura del metano per espandere i potenziali usi oltre i requisiti di Sydney Water. La produzione di metano per alimentare gli autobus potrebbe essere un potenziale uso futuro, Per esempio, " ha affermato il dott. Bustamante. "Ciò contribuirebbe al potenziale di creare un'economia circolare a Sydney Water".

Il dottor Joshi ha dichiarato:"Questa è una notizia positiva per le industrie delle acque reflue e delle energie rinnovabili in quanto sarà possibile utilizzare il metano purificato per altre applicazioni. Le membrane a base di grafene mostrano la rimozione dell'anidride carbonica dalla miscela di gas".

Nel 2018, il team ha condotto test su campioni provenienti dall'impianto di filtrazione dell'acqua Nepean di Sydney Water a Western Sydney, con risultati che hanno rimosso quasi il 100% della materia organica naturale mantenendo un flusso d'acqua elevato a pressione atmosferica. Ogni giorno, Sydney Water fornisce 1,5 miliardi di litri di acqua potabile che viene trattata in uno dei nove impianti di filtrazione dell'acqua, o l'impianto di desalinizzazione.

Il team del dott. Joshi ha lavorato con Sydney Water negli ultimi quattro anni per sviluppare un design di membrana in grafene che ora viene ridimensionato per la commercializzazione. Si prevede che le membrane in grafene saranno pronte per i test sugli impianti a Sydney Water entro i prossimi cinque anni.