Acest „burete solar” transformă apa de mare în apă potabilă – fără electricitate

Ce-ar fi dacă un simplu burete rigid ar putea transforma apa de mare în apă potabilă, folosind doar lumina soarelui? Aceasta este promisiunea uimitoare a unui nou material dezvoltat de cercetătorii de la Universitatea Politehnică din Hong Kong, care ar putea revoluționa desalinizarea la nivel mondial. Într-un moment în care sute de milioane de oameni depind de desalinizare pentru supraviețuire, această inovație sustenabilă, cu tehnologie redusă, vine la momentul potrivit.

Planeta noastră este dominată de apă, însă 97,5% din aceasta este sărată și, prin urmare, improprie consumului uman. Într-o lume în care populația continuă să crească, secetele devin tot mai frecvente, iar resursele de apă dulce sunt tot mai limitate, desalinizarea apei de mare a devenit o tehnologie vitală. Problema? Instalațiile convenționale de desalinizare consumă multă energie, sunt costisitoare și dificil de întreținut. În plus, ridică probleme de mediu, în special din cauza deversării saramurii concentrate și a dependenței de combustibili fosili. De aici și nevoia urgentă de soluții de desalinizare mai curate, mai accesibile și mai eficiente energetic.

Echipa condusă de Xi Shen a dezvoltat un material revoluționar: un aerogel negru, rigid, similar unui burete solid, care poate transforma apa sărată în apă potabilă fără alimentare electrică, folosind doar lumina naturală a soarelui. El a fost descris într-un articol publicat în ACS Energy Letters. Secretul acestui material constă în structura sa internă. Spre deosebire de hidrogelurile moi, acest aerogel este rigid și străbătut de mii de pori verticali minusculi. Aceste canale microscopice, cu un diametru de doar 20 de micrometri, permit vaporilor de apă să circule rapid spre suprafață, unde se evaporă. Materialul este obținut dintr-un amestec de nanotuburi de carbon și nanofibre de celuloză, imprimate 3D strat cu strat pe o suprafață înghețată, formând o rețea uniformă și eficientă.

Procesul este surprinzător de simplu. Pentru testare, cercetătorii au plasat o bucată de aerogel pe un recipient cu apă de mare, apoi l-au acoperit cu un capac curbat, transparent, din plastic. Sub razele soarelui, aerogelul se încălzește rapid, atrage apa prin acțiune capilară, o încălzește și o transformă în vapori, lăsând sarea în urmă. Vaporii se ridică spre capacul de plastic, se condensează sub formă de picături și se colectează într-o pâlnie conectată la un recipient. Rezultatul? Apă curată, potabilă – fără pompă, fără filtru, fără baterii. Doar cu energia solară.

În timpul testelor, au fost folosite probe de diverse dimensiuni – de la pătrate de un centimetru până la blocuri de 8 centimetri. Surprinzător, eficiența evaporării a rămas constantă, indiferent de dimensiune, ceea ce arată că tehnologia este perfect scalabilă. În teorie, mai multe module pot fi stivuite, extinse sau conectate pentru a furniza apă unei locuințe, unui sat sau unei comunități întregi. După doar șase ore de expunere la soare, dispozitivul de testare a produs aproximativ trei linguri de apă potabilă. O cantitate modestă la scară domestică, dar principiul funcționează – și poate fi extins cu investiții minime.

Astăzi, peste 300 de milioane de oameni din 150 de țări depind de desalinizare pentru nevoile lor zilnice. Însă majoritatea nu au acces la facilități moderne. Acest material ar putea deveni un instrument esențial în zone îndepărtate, sate izolate, tabere de refugiați sau în situații de urgență umanitară. Nu necesită infrastructură grea, electricitate sau personal calificat pentru a fi folosit. Iar într-un context de schimbări climatice și stres hidric global, inovațiile simple, eficiente și descentralizate, cum este aceasta, ar putea face o diferență uriașă.

Această descoperire se înscrie într-o tendință tot mai vizibilă: reinventarea desalinizării cu ajutorul resurselor naturale, în special al energiei solare. De altfel, MIT a dezvoltat deja sisteme promițătoare de desalinizare solară pasivă. Însă soluția propusă de echipa din Hong Kong se remarcă prin simplitatea extremă și potențialul ridicat de producție la costuri scăzute.

Desigur, provocări rămân: industrializarea, durata de viață a materialelor, eficiența la scară largă, reciclarea etc. Dar dovada de principiu este solidă. Ce-ar fi dacă, în viitorul apropiat, tot ce ar fi nevoie pentru a furniza apă potabilă ar fi niște „bureți solari” puși la soare? Ceea ce părea science fiction acum câțiva ani ar putea deveni realitate.

Știință&Tehnică

Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România