Este filtro de grafeno torna a água salgada suja potável

Um filtro simples pode ser capaz de fornecer água limpa por uma fração do custo e da energia de nossos métodos atuais de purificação e dessalinização.

Este filtro de grafeno torna a água salgada suja potável

A água no porto de Sydney - que é salgada e poluída por esgoto, produtos químicos tóxicos e microplásticos - não é potável. Mas pesquisadores na Austrália testaram recentemente um novo tipo de filtro de água que purifica e dessaliniza a água em uma única etapa. O mesmo processo poderia ser usado para ajudar mais de 2 bilhões de pessoas em todo o mundo que não têm acesso a água potável.



O filtro usa Graphair, um tipo de grafeno, um material feito de uma fina camada de carbono puro. Um filme feito com a nova versão do material, com nanocanais microscópicos, tem uma estrutura atômica única, onde o canal só permite a passagem de moléculas de água pura, rejeitando todas as partículas maiores de contaminantes, diz Dong Han Seo, pesquisador da a organização de pesquisa australiana CSIRO. Sal, óleo, produtos químicos e outros poluentes são bloqueados pelo filtro, enquanto a água flui.

Grandes usinas de dessalinização típicas usam osmose reversa, um processo de consumo de energia que usa bombas de alta pressão para forçar a água através das membranas. O filtro de grafeno pode ser usado com um processo diferente denominado destilação por membrana, que funciona com uma diferença de temperatura entre a água limpa e a suja.



[Foto: CSIRO]



Esse processo térmico pode funcionar com energia renovável. Idealmente, gostaríamos de ver isso acontecendo é que você está usando energia solar para aquecer a água salgada e suja, e isso impulsiona a produção de água fria e limpa, diz o pesquisador do CSIRO Adrian Murdock. Você também deve ser capaz de obter uma eficiência muito maior com água limpa.

Em um estudo recente , uma membrana revestida de Graphair, com cerca de uma polegada quadrada, poderia produzir meio litro de água por dia. Os pesquisadores estão trabalhando para aumentar a escala da membrana para o tamanho de uma folha de papel A5; um tamanho maior deve ser capaz de produzir 50-100 litros de água por dia, ou possivelmente mais. Para uma casa, se você tiver dois ou três destes em série, é um volume de água perfeitamente razoável para produzir, diz Murdock.

Embora a destilação por membrana já tenha vantagens sobre a osmose reversa, ela também apresenta um desafio - com o tempo, como são revestidas com poluentes, as membranas param de funcionar. Em um estudo recente na Austrália, os pesquisadores testaram um filtro de membrana disponível comercialmente revestido com um filme Graphair. Sem o filme, a taxa de filtração caiu pela metade em 72 horas. Uma membrana com filme de grafeno, por outro lado, continua funcionando mesmo quando está revestida com óleo, detergentes ou outros contaminantes.



Os filtros de grafeno também funcionam mais rapidamente, pois as propriedades do material aumentam o fluxo de água, apesar dos poros nanométricos. Como o grafeno tem afinidade com a água, a quantidade de água que atravessa a membrana é muito maior do que a membrana polimérica comercial de última geração, diz Rahul Raveendran Nair, professor de física dos materiais na Universidade de Manchester, no Reino Unido, onde o grafeno foi inventado pela primeira vez. Nair também está trabalhando em um filtro de grafeno que pode dessalinizar e purificar a água. Sua equipe está fazendo parceria com a Icon Lifesaver, um fabricante, para desenvolver frascos com filtros que podem remover poluentes, metais pesados ​​e vírus.

Embora a pesquisa esteja em um estágio relativamente inicial, pode ser uma forma econômica de produzir água potável. Os pesquisadores do CSIRO se concentraram em uma técnica mais rápida e de custo mais baixo para fazer grafeno, com menos etapas do que outras usaram no passado. Seu produto também é feito de óleo de soja, o que o torna mais sustentável do que o grafeno feito de combustíveis fósseis. No futuro, dizem os pesquisadores, ele poderá ser feito com óleo usado.

Estamos tentando construir uma unidade que possa ser facilmente acessível em países do terceiro mundo, diz Seo. Uma membrana que pode permitir a filtração em uma única etapa de qualquer tipo de contaminante é o primeiro passo para levar água limpa aos países pobres. Nossa equipe está continuamente pesquisando e impulsionando nossa tecnologia, eventualmente construindo nosso próprio sistema de purificação, que é perfeitamente adequado para nossa membrana.