O desafio de garantir o abastecimento regular de água doce
levou muitas cidades do mundo a construírem centrais dessalinizadoras, levando
componentes minerais da água salgada. Mas o processo pode ser caro e complexo.
Agora, os cientistas do Berkeley Lab podem ter encontrado uma maneira de baixar
esses custos e simplificar o processo.
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Dispositivo remove quase 100% do sal da água do mar usando energia solar
Os cientistas investigaram como tornar a dessalinização
menos cara e descobriram regras de projeto promissoras para o fabrico de
líquidos iônicos “termicamente sensíveis” para separar a água do sal. O
trabalho foi publicado na revista Nature Communications Chemistry.
Útil em osmose dianteira para separar os contaminantes da
água, os líquidos iônicos são um sal líquido que se liga à água. Melhor ainda
são líquidos iônicos termicamente responsivos, já que eles usam energia térmica
em vez da eletricidade, o que é necessário para a dessalinização por osmose
reversa convencional (RO).
O novo estudo do Berkeley Lab estudou as estruturas químicas
de vários tipos de líquido iônico / água para determinar qual o que funcionaria
melhor.
“O nosso estudo mostra
que o uso de calor“ livre ”de baixo custo, como calor geotérmico, solar ou
calor residual industrial gerado por máquinas industriais combinado com
líquidos iônicos termicamente responsivos poderia compensar uma grande fração
dos custos que vão para as atuais tecnologias de dessalinização de RO que
dependem exclusivamente da eletricidade ”, disse Robert Kostecki, coautor
do estudo.
Kostecki fez parceria com o coautor correspondente Jeff
Urban para investigar o comportamento de líquidos iônicos na água a nível
molecular. Usando técnicas de espectroscopia de ressonância magnética nuclear,
espalhamento de luz dinâmico e simulação de dinâmica molecular, a equipe fez
uma descoberta inesperada.
De acordo com Urban, acreditou-se por muito tempo que uma
separação efetiva de líquidos iônicos dependia da proporção geral entre os componentes
orgânicos (partes do líquido que não eram carregadas positiva ou negativamente)
e seus íons carregados positivamente. Mas, como parte de sua pesquisa, a equipe
de Berkeley descobriu que o número de moléculas de água que um líquido iônico
pode separar da água do mar depende da proximidade de seus componentes
orgânicos a seus íons carregados positivamente.
"Esse resultado
foi completamente inesperado", disse Urban. “Com isso, agora temos regras de projeto para as quais os átomos em
líquidos iônicos estão fazendo o trabalho duro na dessalinização.”
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Água engarrafada com milhares de partículas de microplásticos
Graças à investigação, uma tecnologia de osmose reversa
baseada em membranas, já com algumas décadas, está agora ressurgindo. Existem
11 centrais de dessalinização na Califórnia, e existem mais em projeto. Os
cientistas do Berkeley Lab estão procurando uma gama de tecnologias para
melhorar a confiabilidade do sistema de água dos EUA.
"O nosso estudo é
um passo importante para reduzir o custo da dessalinização", disse
Kostecki. “É também um ótimo exemplo do
que é possível no sistema nacional de laboratório, onde colaborações
interdisciplinares entre as ciências básicas e aplicadas podem levar a soluções
criativas para problemas difíceis que beneficiam as gerações futuras.”
À medida que a crise climática continua cobrando seu
preço, a disponibilidade de água está se tornando um problema grave em muitas
partes do mundo. Tecnologias como essa oferecem uma nova esperança para
resolver esses problemasÁgua engarrafada com milhares de partículas de microplásticos
Fonte//Zmescience
