Scoperto un nuovo metodo economico di desalinizzazione dell’acqua

La sfida di garantire un approvvigionamento regolare di acqua dolce ha portato molte città in tutto il mondo a passare alla desalinizzazione, prelevando componenti minerali dall’acqua salata, ma il processo può essere costoso e complesso. Ora, gli scienziati di Berkeley Lab potrebbero aver trovato una soluzione.
I ricercatori hanno studiato come rendere la desalinizzazione meno costosa, per separare l’acqua dal sale hanno scoperto promettenti regole di progettazione per rendere i cosiddetti liquidi ionici “termicamente reattivi”. Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications Chemistry.
Utile nell’osmosi diretta per separare i contaminanti dall’acqua, i liquidi ionici sono un sale liquido che si lega all’acqua. I liquidi ionici che reagiscono termicamente sono ancora i migliori per la separazione perché utilizzano l’energia termica piuttosto che l’elettricità, che è richiesta dalla desalinizzazione convenzionale dell’osmosi inversa (RO).
Il nuovo studio ha esaminato le strutture chimiche di diversi tipi di liquido / acqua ionica per determinare quale “ricetta” avrebbe funzionato meglio. Robert Kostecki, tra gli autori dello studio, ha detto:
«La nostra ricerca dimostra che l’uso di calore “gratuito” a basso costo, come il calore geotermico o solare o il calore di scarto industriale generato da macchine combinate con liquidi ionici termicamente sensibili, potrebbe compensare una grande frazione dei costi sostenuti con le attuali tecnologie di desalinizzazione RO che si basano esclusivamente sull’elettricità».
Robert Kostecki ha collaborato con Jeff Urban per studiare il comportamento dei liquidi ionici nell’acqua a livello molecolare. Il team utilizzando la spettroscopia a risonanza magnetica nucleare, la diffusione dinamica della luce e le tecniche di simulazione della dinamica molecolare, ha fatto una scoperta inaspettata.
Si è pensato a lungo che un’efficace separazione ionica del liquido si basasse sul rapporto complessivo tra le componenti organiche (parti del liquido non caricate né positivamente né negativamente) e i suoi ioni caricati positivamente, ma, come parte della loro ricerca, il team di Berkeley Lab ha scoperto che il numero di molecole d’acqua che un liquido ionico può separare dall’acqua di mare dipende dalla vicinanza dei suoi componenti organici ai suoi ioni caricati positivamente.
Jeff Urban ha detto:
«Questo risultato è stato completamente inaspettato, ora abbiamo regole di progettazione per cui gli atomi nei liquidi ionici stanno facendo il duro lavoro di desalinizzazione».
Grazie alla ricerca, una tecnologia di osmosi inversa a membrana, vecchia di decenni, ora sta vivendo una rinascita. Ci sono undici impianti di desalinizzazione in California e ne sono stati proposti altri. Gli scienziati di Berkeley Lab stanno elaborando una serie di tecnologie per migliorare l’affidabilità del sistema idrico statunitense.
Robert Kostecki in conclusione ha detto:
«Il nostro studio è un passo importante per abbassare il costo della desalinizzazione. E’ anche un grande esempio di ciò che è possibile realizzare nel sistema dei laboratori nazionali, dove per risolvere difficili problemi la collaborazione interdisciplinare tra le scienze di base e le scienze applicate può portare a soluzioni creative a beneficio delle future generazioni».
E’ evidente che mentre la crisi climatica continua a farsi sentire, la disponibilità di acqua sta diventando un problema serio in molte parti del mondo. Tecnologie come questa offre nuove speranze per affrontare questi problemi.

Pino Silvestri

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Pino Silvestri, blogger per diletto, fondatore, autore di Virtualblognews, presente su Facebook e Twitter.
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