Un nuovo sistema dissalina l’acqua di mare e recupera anche il litio
Produrre acqua dolce dal mare senza generare grandi quantità di salamoia concentrata e, nello stesso processo, recuperare minerali preziosi come il litio. È l’obiettivo di una nuova tecnologia di dissalazione solare sviluppata dai ricercatori dell’Università di Rochester.
Il sistema punta a risolvere uno dei problemi legati ai tradizionali processi di dissalazione: la gestione dell’acqua ad alta concentrazione di sali che rimane dopo il trattamento. In questo caso, invece di produrre salamoia liquida da smaltire o scaricare nell’ambiente, i minerali disciolti vengono raccolti direttamente in forma solida.
La superficie modificata con un laser fa evaporare l’acqua
Alla base della tecnologia ci sono particolari pannelli metallici sottoposti a un trattamento mediante laser a femtosecondi. Il processo modifica la superficie del materiale creando una microstruttura con due caratteristiche fondamentali per il funzionamento del sistema.
Da una parte, la superficie riesce ad assorbire quasi completamente la luce solare, trasformandola in calore. Dall’altra, favorisce una rapida distribuzione dell’acqua formando uno strato sottile sul pannello.
Quando la superficie viene riscaldata dalla radiazione solare, l’acqua evapora mentre i sali presenti nel liquido vengono progressivamente spostati verso specifiche zone non trattate ai bordi del pannello.
Questo comportamento impedisce ai minerali di accumularsi nell’area utilizzata per l’evaporazione. L’accumulo di sale rappresenta infatti uno dei principali problemi dei sistemi di dissalazione solare, perché può ricoprire la superficie e ridurne progressivamente l’efficienza.
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I test sono stati condotti con vera acqua oceanica
Il gruppo di ricerca non si è limitato a utilizzare soluzioni saline preparate in laboratorio. Il sistema è stato sperimentato con acqua marina reale proveniente dagli oceani Pacifico, Atlantico e Indiano.
Si tratta di una condizione più complessa rispetto ai test effettuati semplicemente con acqua e cloruro di sodio. L’acqua marina contiene infatti numerosi altri elementi e composti, tra cui quelli a base di magnesio e calcio, che possono influenzare il funzionamento di un sistema di dissalazione.
Nonostante questa composizione, il pannello ha continuato a operare senza sviluppare uno spesso deposito di sale sulla superficie attiva.
Secondo i risultati riportati dai ricercatori, il processo permette inoltre di recuperare quasi il 100% dei sali disciolti in forma solida. Invece di ottenere un flusso residuo di salamoia altamente concentrata, quindi, il sistema separa l’acqua dai minerali rendendo questi ultimi potenzialmente più semplici da raccogliere e gestire.
Dall’acqua di mare è possibile recuperare anche il litio
La tecnologia potrebbe avere un’applicazione ulteriore particolarmente interessante: l’estrazione selettiva di litio, elemento fondamentale per numerose tecnologie e soprattutto per la produzione di batterie.
I ricercatori hanno dimostrato questa possibilità introducendo nanoparticelle di idrotitanato all’interno delle microscopiche scanalature presenti sulla superficie metallica. Il materiale è in grado di separare selettivamente il litio dagli altri minerali contenuti nell’acqua.
Il sistema combina così tre processi in un’unica piattaforma: utilizza l’energia solare per favorire l’evaporazione, consente di ottenere acqua desalinizzata e concentra i minerali in una forma che può facilitarne il successivo recupero.
La possibilità di estrarre elementi di valore aggiunge quindi una seconda prospettiva alla tecnologia. L’acqua marina non viene considerata soltanto come una fonte da cui ricavare acqua dolce, ma anche come una risorsa contenente minerali potenzialmente recuperabili, evitando contemporaneamente la produzione della tradizionale salamoia liquida.
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