El agua limpia y segura es un recurso limitado y el acceso a ella depende de los cuerpos de agua locales. Pero incluso en las regiones secas hay algo de vapor de agua en el aire. Para recolectar una pequeña cantidad de humedad, los investigadores Cartas de Energía ACS han desarrollado un dispositivo compacto con un revestimiento absorbente que primero atrapa la humedad y luego la calienta para producir agua potable. Dicen que el prototipo podría ayudar a satisfacer la creciente demanda de agua, especialmente en zonas áridas.
La atmósfera terrestre contiene billones de litros de agua dulce en forma de vapor, pero es difícil recolectar este gas incoloro, transparente y diluido. Anteriormente, los investigadores desarrollaron sistemas que atrapan el rocío o la niebla combinando líquidos en contenedores. Sin embargo, en zonas secas donde no hay mucho rocío, materiales especiales como hidrogeles sensibles a la temperatura, estructuras organometálicas o zeolitas (aluminosilicatos cristalinos) pueden ayudar a extraer pequeñas cantidades de humedad del aire y liberar agua cuando se calienta. Sin embargo, para que estos absorbentes sean prácticos para aplicaciones del mundo real, deben incorporarse en dispositivos compactos y portátiles con exceso de calor, como aplicaciones que funcionan a altas temperaturas o sistemas que emiten calor como subproducto. Entonces Xiangyu Li, Bachir El Fil y sus colegas desarrollaron un colector de humedad que podría cumplir con estas especificaciones.
Los investigadores desarrollaron «aletas» absorbentes de agua intercalando una lámina de cobre entre una espuma de cobre recubierta con zeolita disponible comercialmente. En comparación con investigaciones anteriores que se centraron en el desarrollo de materiales, los autores dicen que la ingeniería conjunta de la capa de adsorción con las propiedades del material dio como resultado aletas adsorbentes delgadas que son compactas y pueden recolectar agua rápidamente. Para demostraciones de prueba de concepto, crearon un dispositivo con 10 pequeñas aletas adsorbentes colocadas una al lado de la otra sobre una placa base de cobre a una distancia de aproximadamente 2 milímetros, una distancia que maximiza la captura de humedad del aire desértico que contiene un 10 por ciento de humedad relativa. En una hora, las aletas se saturaron y luego liberaron la humedad atrapada una vez que la base alcanzó los 363 Fahrenheit. Extrapolando a 24 ciclos de recolección y liberación, el equipo calculó que 1 litro de revestimiento absorbente en las aletas podría producir hasta 1,3 litros de agua potable por día en el aire con una humedad relativa del 30%, de dos a cinco veces más que lo desarrollado anteriormente. dispositivos.
El trabajo identifica una posibilidad clave para la captura rápida de humedad y recolección de agua del aire seco varias veces al día. Los investigadores dicen que con un mayor desarrollo, el sistema podría integrarse en la infraestructura existente que produce exceso de calor, como edificios o vehículos de transporte, para proporcionar una opción rentable para producir agua potable en regiones áridas.
