Nanotecnologia ajuda a fazer água salgada potável

Os pesquisadores estão investigando nanomateriais para a fabricação de água salgada potável. Hoje em dia, a dessalinização de água salgada é um processo muito dispendioso, mas que a nanotecnologia pode mudar.

Embora haja muita água ao redor, apenas uma pequena parte dela é potável. De acordo com o USGS (United States Geological Survey), nossos oceanos contêm cerca de 96,5 por cento de toda a água na Terra, mas, obviamente, de água salgada não é potável. Depois, há problemas no abastecimento e qualidade da água.

Os problemas vão desde a população das cidades que são grandes demais para a quantidade de água disponível nos rios e lagos, para as aldeias rurais, onde a água disponível é poluída, mas eles não têm instalações de tratamento de água. (As Nações Unidas estimam que 1,1 bilhões de pessoas não têm acesso a instalações de tratamento de água.)

Tendo em conta estes problemas, a idéia de fazer água salgada potável é atraente. No entanto, o custo de fazer assim é actualmente muito alta. Para as comunidades perto do mar, a boa notícia é que a nanotecnologia está ajudando a fazer a dessalinização da água salgada mais econômico.

O movimento natural de moléculas de água em água salgada para igualar a concentração de contaminantes é chamada osmose. O processo de forçar as moléculas de água a partir da água salgada para a água doce é o inverso deste processo e, por conseguinte, chama-se a osmose inversa.

O processo de osmose reversa é utilizado em muitas instalações de dessalinização. Neste sistema, você coloca água salgada sob pressão, o que obriga-lo através de uma membrana. A membrana é geralmente um polímero com muitos poros nanométricos, e é um material que permite que a água através dos poros, mas pára sais e bactérias.

sistemas de osmose reversa requerem bombas para manter uma pressão suficiente para forçar a água através da membrana, bem como os procedimentos de limpeza para limpar bactéria que cresce no lado da água salgada da membrana, referida como incrustação.

Os investigadores estão a investigar a utilização de nanomateriais para reduzir a pressão necessária para forçar a água através da membrana e para reduzir a capacidade das bactérias para crescer sobre a membrana.

Faça o fluxo de água mais facilmente através da membrana

Nós pode ser capaz de se beneficiar de nanotubos de carbono nas membranas que são usadas na osmose inversa para ajudar no processo de dessalinização. Por exemplo, uma companhia chamada NanOasis está trabalhando em membranas que contêm uma película de polímero muito denso, com poros de nanotubos de carbono.

Uma vez que o interior dos nanotubos de carbono é muito lisa, a água é transportada através deles mais facilmente. E, enquanto os poros nano permitir que a água flua através, eles param de íons de sal, tornando este método perfeito para a dessalinização. Este método poderia reduzir a energia necessária para a dessalinização de 30 a 50 por cento.

Reduzir as bactérias em osmose inversa

Uma empresa chamada NanoH₂O adiciona nanopartículas para sua membrana para otimizar as propriedades, tais como rugosidade e carga. A empresa tem sido capaz de reduzir a chance de bactérias que aderem à membrana. Porque as bactérias na membrana pode reduzir a quantidade de água que passa através, reduzindo as bactérias na membrana significa que você não tem que desligar o sistema para limpar o mais rápido.

Explorar deionização capacitivo

Um método de dessalinização chamado desionização capacitivo tem o potencial de se tornar mais eficaz do que o custo de osmose inversa. Uma célula de desionização capacitivo contém dois eléctrodos, um carregado positivamente e uma carga negativa.

Os eléctrodos são carregadas porque o sal consiste em iões positivos e negativos. Devido cargas opostas se atraem, os iões carregados negativamente são atraídas para o eléctrodo carregado positivamente e os iões carregados positivamente são atraídas para o eléctrodo carregado negativamente. Por exemplo, se dissolver o sal de mesa normal (cloreto de sódio) em água, o cloreto de sódio e separar a formar os iões de sódio carregados positivamente e os iões de cloreto carregadas negativamente.

Como a água do mar é executado através da célula, os iões de sal atribuem aos eléctrodos e a água desionizada sai da outra extremidade da célula. Esta técnica não exige alta pressão para empurrar a água através da membrana, como em osmose inversa, de modo que seria menos dispendioso e consomem menos energia.

Pesquisadores estão desenvolvendo eletrodos feitos com nanomateriais para aumentar a área de superfície do eletrodo, o que deve aumentar a velocidade com que uma célula pode remover íons de sal da água do mar. Uma técnica interessante é o uso de eletrodos construídos a partir de flocos de grafeno, que pesquisadores da Universidade do Sul da Austrália tenham demonstrado. Pesquisadores de todo o mundo também estão tentando desenvolver sistemas capacitiva de desionização de baixo custo utilizando eletrodos nanoestruturados.