Le pinne assorbono l’umidità invece di nuotare nell’acqua

L’acqua pulita e sicura è una risorsa limitata e l’accesso dipende dai corpi idrici locali. Ma anche le aree asciutte contengono vapore acqueo nell’aria. Per catturare piccole quantità di umidità, i ricercatori di ACS Energy Letters hanno sviluppato un dispositivo compatto con alette rivestite in materiale assorbente che prima intrappolano l’umidità e poi generano acqua potabile quando riscaldate. Dicono che il prototipo potrebbe aiutare a soddisfare la crescente domanda di acqua, soprattutto nelle regioni aride.

L’atmosfera terrestre contiene trilioni di litri di acqua dolce sotto forma di vapore, ma questo gas incolore, trasparente e diluito è difficile da raccogliere. In precedenza, i ricercatori hanno sviluppato sistemi che intrappolano la rugiada o la nebbia, raccogliendo il liquido in contenitori. Ma nelle zone asciutte dove non c’è molta rugiada, è possibile utilizzare materiali speciali Idrogel sensibili alla temperaturaI MOF o le zeoliti (alluminosilicati cristallini) possono aiutare ad estrarre piccole quantità di umidità dall’aria e rilasciare acqua quando riscaldati. Tuttavia, affinché questi assorbenti siano pratici per l’uso nel mondo reale, devono essere integrati in dispositivi compatti e portatili con una fonte di calore di scarto, come applicazioni che funzionano a temperature elevate o sistemi che emettono calore come sottoprodotto. Quindi, Xiangyu Li, Bashir El-Fel e colleghi hanno sviluppato un dispositivo di raccolta dell’umidità che potesse soddisfare tali specifiche.

I ricercatori hanno progettato “alette” che assorbono l’acqua posizionando una piastra di rame tra schiume di rame rivestite con zeolite disponibile in commercio. Rispetto agli studi precedenti incentrati sullo sviluppo del materiale, gli autori affermano che la progettazione combinata dello strato di adsorbimento con le proprietà del materiale ha prodotto alette di adsorbimento sottili, compatte e in grado di raccogliere rapidamente l’acqua. Per dimostrare il concetto, hanno creato un dispositivo con 10 piccole alette assorbenti affiancate su una piastra di base in rame a circa 2 millimetri di distanza l’una dall’altra, una distanza che massimizza la cattura dell’umidità dall’aria desertica con un’umidità relativa del 10%. Nel giro di un’ora, le alette erano sature e rilasciavano l’umidità intrappolata una volta che la base raggiungeva i 180°C. Estrapolando 24 cicli di cottura per l’assemblaggio, il team ha calcolato che un litro di strato assorbente sulle alette potrebbe produrre fino a 1,3 litri di acqua potabile al giorno in aria con il 30% di umidità relativa, un volume da due a cinque volte maggiore rispetto ai dispositivi precedenti. Sviluppato in precedenza.

Il lavoro identifica un’ottima opportunità per catturare rapidamente l’umidità e raccogliere l’acqua dall’aria secca, più volte al giorno. Con un ulteriore sviluppo, questo sistema potrebbe essere integrato nelle infrastrutture esistenti che producono calore di scarto, come edifici o veicoli di trasporto, per fornire un’opzione economicamente vantaggiosa per generare acqua potabile nelle regioni aride, dicono i ricercatori.

Gli autori riconoscono il finanziamento da parte dell’Agenzia per i progetti di ricerca avanzata del Dipartimento della difesa degli Stati Uniti e del Fondo nazionale svizzero per la ricerca scientifica attraverso un programma post-dottorato. Contributo per la mobilità.

Un abstract del documento sarà disponibile il 26 giugno alle 8:00 ET qui: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsenergylett.4c01061

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