Sacando sal del agua de mar

El método, que crea un pequeño campo eléctrico que elimina las sales del agua de mar, consume menos energía y es dramáticamente más simple que las técnicas convencionales.
La técnica, descrita en la revista Angewandte Chemie, requiere tan poca energía que puede funcionar con una batería comprada en una tienda.

El proceso, llamado desalinización de agua de mar mediada electroquímicamente, evita los problemas que enfrentan los métodos de desalinización actuales al eliminar la necesidad de una membrana y al separar la sal del agua a microescala.

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“La reacción de neutralización que ocurre en el electrodo es clave para eliminar las sales en el agua de mar”, dice Kyle Knust. Como un troll al pie del puente, la zona de agotamiento de iones evita que la sal pase, lo que resulta en la producción de agua dulce. Crédito: Universidad de Texas en Austin

“La disponibilidad de agua para beber y para el riego de cultivos es uno de los requisitos más básicos para mantener y mejorar la salud humana”, dice Richard Crooks, profesor de química en la Universidad de Texas en Austin.

“La desalinización del agua de mar es una forma de abordar esta necesidad, pero la mayoría de los métodos actuales para desalinizar el agua se basan en membranas caras y que se contaminan fácilmente. El método sin membranas que hemos desarrollado todavía necesita ser refinado y ampliado, pero si podemos tener éxito en eso, entonces algún día podría ser posible proporcionar agua dulce a gran escala utilizando un sistema simple, incluso portátil. '

Este nuevo método es particularmente prometedor para las áreas con estrés hídrico en las que vive aproximadamente un tercio de los habitantes del planeta. Muchas de estas regiones tienen acceso a abundante agua de mar, pero no a la infraestructura energética ni al dinero necesario para desalar el agua con tecnología convencional. Como resultado, millones de muertes por año en estas regiones se atribuyen a causas relacionadas con el agua.

'Troll' desvía agua dulce



Para lograr la desalinización, los investigadores aplican un pequeño voltaje (3,0 voltios) a un chip de plástico lleno de agua de mar. El chip contiene un microcanal con dos ramas.
En la unión del canal, un electrodo incrustado neutraliza algunos de los iones de cloruro en el agua de mar para crear una 'zona de agotamiento de iones' que aumenta el campo eléctrico local en comparación con el resto del canal.

Este cambio en el campo eléctrico es suficiente para redirigir las sales a una rama, permitiendo que el agua desalada pase por la otra rama.
'La reacción de neutralización que ocurre en el electrodo es clave para eliminar las sales en el agua de mar', dice Kyle Knust, estudiante de posgrado en el laboratorio de Crooks y primer autor del artículo. Como un troll al pie del puente, la zona de agotamiento de iones evita que la sal pase, lo que resulta en la producción de agua dulce.

Agua potable

Hasta ahora, Crooks y sus colegas han logrado una desalinización del 25 por ciento. Aunque el agua potable requiere una desalinización del 99 por ciento, confían en que se puede lograr el objetivo.
'Esta fue una prueba de principio', dice Knust. “Hemos realizado mejoras de rendimiento comparables al desarrollar otras aplicaciones basadas en la formación de una zona de agotamiento de iones. Eso sugiere que la desalinización del 99 por ciento no está fuera de nuestro alcance '.

El otro gran desafío es ampliar el proceso. En este momento, los microcanales, del tamaño de un cabello humano, producen unos 40 nanolitros de agua desalada por minuto. Para que esta técnica sea práctica para uso individual o comunitario, un dispositivo tendría que producir litros de agua por día. Los autores confían en que esto también se puede lograr.
Si se superan estos desafíos de ingeniería, prevén un futuro en el que la tecnología se implementará a diferentes escalas para satisfacer diferentes necesidades.

Ulrich Tallarek de la Universidad de Marburg ayudó a desarrollar la tecnología pendiente de patente, que está en desarrollo comercial por parte de Okeanos Technologies.

VíaFuturo