Con dos mil millones de personas en todo el mundo sin acceso a agua potable limpia y segura, la investigación conjunta de la Universidad de Monash, CSIRO y la Universidad de Texas en Austin se publicó hoy en Avances en ciencias puede ofrecer una solución nueva e innovadora
Todo se reduce a estructuras organometálicas MOF, un sorprendente material de próxima generación que tiene la mayor superficie interna de cualquier sustancia conocida. Los cristales de esponja se pueden usar para capturar, almacenar y liberar compuestos químicos. En estecaso, la sal y los iones en el agua de mar.
Dr. Huacheng Zhang, Profesor Huanting Wang y Profesor Asociado Zhe Liu y su equipo en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Monash en Melbourne, Australia, en colaboración con la Dra. Anita Hill de CSIRO y el Profesor Benny Freeman del Departamento de Ingeniería Química de McKetta enLa Universidad de Texas en Austin, descubrió recientemente que las membranas MOF pueden imitar la función de filtrado, o 'selectividad de iones', de las membranas celulares orgánicas.
Con un mayor desarrollo, estas membranas tienen un potencial significativo para realizar las funciones duales de eliminar sales del agua de mar y separar iones metálicos de una manera altamente eficiente y rentable, ofreciendo un nuevo enfoque tecnológico revolucionario para las industrias del agua y la minería.
Actualmente, las membranas de ósmosis inversa son responsables de más de la mitad de la capacidad de desalinización del mundo, y la última etapa de la mayoría de los procesos de tratamiento de agua, sin embargo, estas membranas tienen margen de mejora por un factor de 2 a 3 en el consumo de energía. Nooperar según los principios de deshidratación de iones, o transporte selectivo de iones en canales biológicos, el tema del Premio Nobel de Química 2003 otorgado a Roderick MacKinnon y Peter Agre, y por lo tanto tienen limitaciones significativas.
En la industria minera, se están desarrollando procesos de membrana para reducir la contaminación del agua, así como para recuperar metales valiosos. Por ejemplo, las baterías de iones de litio son ahora la fuente de energía más popular para dispositivos electrónicos móviles, sin embargo a las tasas actuales de consumo, es probable que exista una demanda creciente que requiera la producción de litio de fuentes no tradicionales, como la recuperación del agua salada y las corrientes del proceso de desechos. Si es factible económica y tecnológicamente, la extracción y purificación directa de litio de un sistema líquido tan complejo tendría profundos impactos económicos..
Estas innovaciones ahora son posibles gracias a esta nueva investigación. El profesor de la Universidad de Monash, Huanting Wang, dijo: "Podemos utilizar nuestros hallazgos para abordar los desafíos de la desalinización del agua. En lugar de depender de los costosos procesos actuales e intensivos en energía, esta investigación se abreel potencial para eliminar los iones de sal del agua de una manera mucho más eficiente desde el punto de vista energético y ambientalmente sostenible "
"Además, esto es solo el comienzo del potencial de este fenómeno. Continuaremos investigando cómo se puede aplicar aún más la selectividad de iones de litio de estas membranas. Los iones de litio son abundantes en el agua de mar, por lo que esto tiene implicaciones para la industria mineraquienes utilizan actualmente tratamientos químicos ineficientes para extraer litio de rocas y salmueras. La demanda mundial de litio requerida para la electrónica y las baterías es muy alta. Estas membranas ofrecen el potencial de una forma muy efectiva de extraer iones de litio del agua de mar, un recurso abundante y de fácil acceso."
Sobre la base de la creciente comprensión científica de los MOF, la Dra. Anita Hill de CSIRO dijo que la investigación ofrece otro uso potencial en el mundo real para el material de próxima generación. "La perspectiva de usar MOF para la filtración sostenible del agua es increíblemente emocionante desde una buena perspectiva pública, mientras que ofrecer una mejor manera de extraer iones de litio para satisfacer la demanda mundial podría crear nuevas industrias para Australia ", dijo el Dr. Hill.
La Universidad de Texas en Austin, el profesor Benny Freeman dice: "El agua producida de los campos de gas de esquisto en Texas es rica en litio. Conceptos avanzados de materiales de separación, como este, podrían potencialmente convertir esta corriente de desechos en una oportunidad de recuperación de recursos. Estoy"Estoy muy agradecido de haber tenido la oportunidad de trabajar con estos distinguidos colegas de Monash y CSIRO a través de la Comisión Fulbright Australiano-Americana para la Cátedra distinguida Fulbright de Estados Unidos en Ciencia, Tecnología e Innovación patrocinada por la Organización de Investigación Científica e Industrial del Commonwealth CSIRO".
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Materiales proporcionados por Universidad de Monash . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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