Purificare l’acqua con legno, batteri e sole
Purificare l’acqua risolverebbe tanti problemi nel mondo considerando che, secondo le Nazioni Unite, un quinto della popolazione vive in aree in cui è scarsa, ma il processo è spesso molto dispendioso economicamente e bisogna trovare delle alternative sostenibili.
È stato pensato un nuovo generatore di vapore solare ossia un dispositivo in grado di purificare l’acqua per evaporazione che è formato, come nello schema riportato in copertina, da uno strato superiore (nero) di nanotubi di carbonio che assorbono la luce, uno strato intermedio (grigio) di bolle di vetro termoisolanti e uno strato inferiore (marrone) di legno che trasporta acqua.
Secondo le Nazioni Unite, circa un quinto della popolazione mondiale vive in aree in cui l’acqua è scarsa. Pertanto, sono necessarie con grande urgenza tecnologie per produrre acqua pulita da fonti non potabili, quali acqua di mare, acqua di fiume o di lago e acqua contaminata.
Un gruppo di ricercatori propongono un generatore di vapore a base di legno che, con l’aiuto di nanomateriali prodotti dai batteri, sfrutta l’energia solare per purificare l’acqua.
Un generatore di vapore solare è un dispositivo che utilizza l’energia del sole per separare l’acqua pura dai suoi contaminanti per evaporazione. Sono state sviluppate molte versioni diverse di questi dispositivi, con efficienze differenti.
Per progettare migliori generatori di vapore solare, i ricercatori devono trovare modi per migliorarne:
- l’assorbimento della luce;
- la gestione del calore;
- il trasporto dell’acqua;
- l’evaporazione.
Shu-Hong Yu e colleghi dell’Università della Scienza e della Tecnologia della Cina volevano combinare tutti e quattro i miglioramenti in un unico dispositivo. Hanno scelto quindi il legno come base del loro generatore per la sua sostenibilità e la struttura porosa, che consente un rapido trasporto dell’acqua.
Il dispositivo è stato creato con l’aiuto di batteri che producono lunghe nanofibre di cellulosa, che riescono a legare insieme gli strati del dispositivo. Il team ha aggiunto quindi batteri sulla superficie del blocco di legno in modo da attivare la fermentazione. Hanno quindi spruzzato un aerosol di bolle di vetro, piccole sfere vuote che forniscono un eccellente isolamento termico, sulla superficie. Le bolle di vetro sono state incorporate nelle nanofibre di cellulosa prodotte dai batteri, formando un idrogel. Infine hanno aggiunto nanotubi di carbonio, che si aggrovigliavano con le nanofibre di cellulosa per formare uno strato superiore che assorbe la luce e fa evaporare l’acqua.
Il dispositivo funziona trasportando l’acqua verso l’alto attraverso il legno fino allo strato che assorbe la luce, che viene riscaldato dal sole. L’acqua evapora e il vapore viene raccolto e condensato per produrre acqua pura. Lo strato isolante di bolle di vetro impedisce al calore di essere trasferito verso il basso attraverso il dispositivo e di perderlo e le strutture in nanoscala riducono l’energia necessaria per la vaporizzazione dell’acqua.
Davvero semplice e geniale e ha un tasso di evaporazione ed efficienza più elevati rispetto alla maggior parte dei generatori di vapore solare esistenti.
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