Más de 2.200 millones de personas viven actualmente en países con escasez de agua, y las Naciones Unidas estiman que 3,5 millones mueren cada año a causa de enfermedades relacionadas con el agua.
por el Instituto Americano de Física
Dado que las zonas que más necesitan agua potable mejorada también se encuentran en algunos de los lugares más soleados del mundo, existe un gran interés en aprovechar la luz solar para ayudar a obtener agua potable.
Investigadores de la Universidad Jiao Tong de Shanghai (China) desarrollaron una nueva y prometedora tecnología de recolección de agua atmosférica alimentada por energía solar que podría ayudar a proporcionar suficiente agua potable para que las personas sobrevivan en esas difíciles zonas secas. Publicaron su artículo, «Recolección diurna de aire y agua basada en geles porosos súper higroscópicos con adsorción-desorción simultánea», en Applied Physics Reviews .
«Esta tecnología de recolección de agua atmosférica se puede utilizar para aumentar las necesidades diarias de suministro de agua, como agua potable para el hogar, agua industrial y agua para la higiene personal «, dijo el autor Ruzhu Wang.
Históricamente, los investigadores se han enfrentado a desafíos al inyectar sal en hidrogeles, ya que el mayor contenido de sal reducía la capacidad de hinchamiento del hidrogel debido al efecto de sal. Esto provocó fugas de sal y disminuyó la capacidad de absorción de agua.
«Nos impresionó que incluso cuando se inyectaban hasta 5 gramos de sal en 1 gramo de polímero, el gel resultante mantenía buenas propiedades de hinchazón y retención de sal», dijo Wang.
Los investigadores sintetizaron un gel súper higroscópico utilizando derivados vegetales y sales higroscópicas que era capaz de absorber y retener una cantidad de agua incomparable. Un kilogramo de gel seco podría absorber 1,18 kilogramos de agua en ambientes atmosféricos áridos y hasta 6,4 kilogramos en ambientes atmosféricos húmedos. Este gel higroscópico era sencillo y económico de preparar y, por tanto, sería adecuado para una preparación a gran escala.
Además, el equipo adoptó un prototipo con cámaras de desorción y condensación, configuradas en paralelo. Emplearon un turboventilador en la cámara de condensación para aumentar la recuperación del agua desorbida a más del 90%.
En una demostración de prototipo al aire libre, el equipo descubrió que liberaba agua adsorbida incluso por la mañana o por la tarde, cuando el sol está débil. El sistema también podría lograr adsorción y desorción simultáneas durante el día.
El equipo trabajará para lograr adsorción y desorción simultáneas utilizando energía renovable para maximizar el rendimiento diario de agua por unidad de masa de adsorbente para optimizar aún más el rendimiento del sistema para aplicaciones prácticas en la generación de agua.
Además de la producción diaria de agua, los materiales absorbentes que recolectan agua de la atmósfera también podrían desempeñar un papel importante en aplicaciones futuras como la deshumidificación, el riego agrícola y la gestión térmica de dispositivos electrónicos.
Más información: Chengjie Xiang et al, Recolección diurna de aire y agua basada en geles porosos súper higroscópicos con adsorción-desorción simultánea, Applied Physics Reviews (2023). DOI: 10.1063/5.0160682
