Foi feito um avanço na tecnologia de coleta solar de água que utiliza géis inovadores e designs de sistemas para extrair água da atmosfera com eficiência. Esta tecnologia poderá revolucionar o uso da água em regiões áridas e ensolaradas, satisfazendo necessidades críticas de água potável e outros usos.
Os coletores de água atmosférica usam géis e sais higroscópicos para fornecer água a áreas áridas. Mais de 2,2 mil milhões de pessoas vivem atualmente em países com escassez de água e as Nações Unidas estimam que 3,5 milhões de pessoas morrem todos os anos devido a doenças relacionadas com a água. Dado que as áreas que mais necessitam de água potável melhorada também estão entre os locais mais ensolarados do mundo, há um grande interesse em utilizar a luz solar para ajudar a fornecer acesso a água potável.
Pesquisadores da Universidade Jiao Tong de Xangai, na China, desenvolveram uma nova e promissora tecnologia de coleta de água atmosférica movida a energia solar que poderia ajudar a fornecer água potável suficiente para as pessoas nessas regiões áridas e áridas. Eles publicaram os resultados de suas pesquisas na revista AIP Applied Physics Reviews.
Esta tecnologia de captação de água atmosférica pode ser usada para aumentar as necessidades diárias de abastecimento de água, como água potável doméstica, água industrial e água para higiene pessoal.
Superando desafios tradicionais
Os pesquisadores têm historicamente enfrentado desafios ao infundir sal em hidrogéis porque o maior teor de sal reduz a capacidade do hidrogel de inchar devido ao efeito de salga. Isso resulta em vazamento de sal e diminuição da capacidade de absorção de água.
"O que nos impressionou profundamente foi que mesmo que até 5 gramas de sal fossem injetados em 1 grama de polímero, o gel resultante ainda poderia manter boas propriedades de inchaço e retenção de sal", disse o pesquisador Wang Ruzhu.
Gel absorvente inovador e design de sistema
Os pesquisadores usaram derivados de plantas e sais higroscópicos para sintetizar um gel superhigroscópico que absorve e retém grandes quantidades de água. Num ambiente atmosférico seco, um quilograma de xerogel pode absorver 1,18 quilogramas de água, enquanto num ambiente atmosférico húmido pode absorver até 6,4 quilogramas de água. Este gel higroscópico é fácil de preparar e de baixo custo, tornando-o adequado para preparação em larga escala.
Além disso, a equipe de pesquisa também utilizou um protótipo com câmara de dessorção e câmara de condensação, configuradas em paralelo. Eles usaram um turbofan na câmara de condensação para aumentar a taxa de recuperação da água dessorvida para mais de 90%.
Numa demonstração de protótipo ao ar livre, a equipe descobriu que ele poderia liberar água adsorvida mesmo de manhã ou à tarde, quando a luz solar era fraca. O sistema também permite adsorção e dessorção simultâneas durante o dia.
Aplicações e otimizações futuras
A equipe de pesquisa se esforçará para usar energia renovável para obter adsorção e dessorção simultâneas para maximizar a produção diária de água por unidade de massa de adsorvente, otimizando ainda mais o desempenho do sistema e tornando-o prático para uso na área de produção de água.
Além da produção diária de água, os materiais adsorventes que podem coletar a água atmosférica podem desempenhar um papel importante em aplicações futuras, como desumidificação, irrigação agrícola e gerenciamento térmico de equipamentos eletrônicos.
Referência: "Coleta diurna de ar-água baseada na adsorção-dessorção simultânea de géis porosos super-higroscópicos", autor: Xiang Chengjie, Yang Xinge, Deng Fangfang, Chen Zhihui, Wang Ruzhu, 5 de dezembro de 2023, "Applied Physics Reviews".
doi:10.1063/5.0160682
Fonte compilada: ScitechDaily