Se estima que 844 millones de personas no tienen acceso a agua potable, mientras que cada minuto un recién nacido muere a causa de una infección causada por la falta de agua potable y un ambiente sucio.
La desalinización del agua de mar y el reciclaje de aguas residuales son dos formas de aliviar el problema de la escasez de agua, pero los enfoques convencionales consumen mucha energía y se basan en la combustión de combustibles fósiles. De hecho, el tratamiento del agua utiliza aproximadamente el 3% del suministro energético mundial.
Investigadores de la Universidad de Monash han desarrollado tecnología de energía pasiva que es capaz de entregar agua potable limpia a miles de comunidades, simplemente usando materiales fototérmicos y el poder del sol.
Dirigidos por el profesor Xiwang Zhang del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Monash, los investigadores han desarrollado un robusto sistema de generación de vapor solar que logra una producción de agua limpia eficiente y continua a partir de agua salada con casi el 100% de eliminación de sal.
Mediante el control preciso de la cristalización de la sal solo en el borde del disco de evaporación, este novedoso diseño también puede recolectar las sales.
La viabilidad y durabilidad del diseño se han validado utilizando agua de mar de Lacepede Bay en Australia del Sur. Esta tecnología es una solución prometedora para la escasez de agua en áreas regionales donde la red eléctrica no está disponible.
Los hallazgos fueron publicados en la revista internacional Ciencias de la energía y el medio ambiente .
"La seguridad del agua es el mayor desafío que enfrenta el mundo en el siglo XXI, especialmente a medida que la población crece y los efectos del cambio climático toman forma. Las comunidades en desarrollo y de escasos recursos son las que más sienten los efectos de estos factores", dijo el profesor Zhang.
"La utilización de energía solar para el tratamiento del agua se ha considerado ampliamente como una de las soluciones sostenibles para abordar la escasez de agua limpia en algunas comunidades, sin sacrificar nuestro medio ambiente o recursos.
"A pesar de los importantes avances logrados en el desarrollo de materiales, el proceso de evaporación se ha visto obstaculizado por la concentración de sal en la superficie, lo que afecta la calidad del agua producida".
Los investigadores crearon un disco usando papel de filtro superhidrófilo con una capa de nanotubos de carbono para la absorción de la luz. Un hilo de algodón, con un diámetro de 1 mm, actuó como canal de transporte de agua, bombeando agua salina al disco de evaporación.
El hilo de algodón transporta el agua salina desde la solución a granel al centro del disco de evaporación. El papel de filtro atrapa el agua pura y empuja la sal restante hacia los bordes del disco.
La absorbancia de luz se midió al 94 por ciento en todo el espectro solar. El disco también exhibió un rápido aumento de temperatura cuando se expuso a la luz tanto en estado seco como húmedo, aumentando de 25 ° C a 50 ° C y 17,5 ° C a 30 ° C respectivamente en un minuto.
Esta tecnología también tiene un gran potencial en otros campos, como la descarga cero de líquidos de aguas residuales de la industria, la deshidratación de lodos, la gestión de relaves de minería y la recuperación de recursos. Los estudios futuros buscarán extender la tecnología a estas aplicaciones con el apoyo de la industria.
"Los resultados de nuestro estudio avanzan un paso más hacia la aplicación práctica de la tecnología de generación de vapor solar, lo que demuestra un gran potencial en la desalinización del agua de mar, la recuperación de recursos de las aguas residuales y la descarga cero de líquidos", dijo el profesor Zhang.
"Esperamos que esta investigación pueda ser el punto de partida para futuras investigaciones sobre formas energéticamente pasivas de proporcionar agua limpia y segura a millones de personas, iluminando el impacto ambiental de los desechos y recuperando los recursos de los desechos".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Monash . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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