Membrane di grafene

Per generazioni di scienziati nel settore idrico, il Santo Graal della ricerca è stata la ricerca di una membrana di filtrazione che combinasse:

Per decenni è sembrata una ricerca infruttuosa, poiché le membrane che eccellevano in uno di questi criteri spesso si comportavano male in altri. Ma una nuova tecnologia innovativa e brevettata sta per cambiare tutto questo.

Lo specialista australiano nel trattamento e nel recupero dell'acqua Clean TeQ Water (ASX: CNQ) si sta preparando ad aprire nuove opportunità nel mercato mondiale dell'acqua con una nuova tecnologia a membrana innovativa attraverso la sua controllata NematiQ. Il materiale chiave che utilizza è il grafene, un reticolo di atomi di carbonio spesso un atomo isolato per la prima volta nel 2004.

Circa 200 volte più resistente dell’acciaio ma straordinariamente flessibile, ottimo conduttore di elettricità e calore e offrendo livelli unici di assorbimento della luce, il grafene è un “materiale meraviglioso” che promette di rivoluzionare numerosi settori. Dalle batterie e celle solari ai chip per computer e ai supercondensatori, ai touchscreen e persino al sequenziamento del DNA, il grafene sta dimostrando le sue proprietà rivoluzionarie in una gamma davvero diversificata di applicazioni.

NematiQ utilizza le straordinarie proprietà dell'ossido di grafene per creare una gamma di membrane filtranti in diversi moduli di dimensioni standard, per migliorare notevolmente la tecnologia di purificazione dell'acqua esistente, producendo acqua pulita senza creare impatti ambientali negativi come i rifiuti salati nel processo.

Il CEO di NematiQ, il dottor David Menzies, ha dichiarato al Market Herald che dopo un decennio di ricerca, il suo team ha perfezionato la tecnologia brevettata per produrre membrane di grafene in quantità commerciali, utilizzando tecniche di produzione su scala industriale.

Questi filtri ad alta permeabilità consentono un facile passaggio di acqua e sali respingendo elementi organici e agenti patogeni come virus, batteri e sostanze organiche disciolte. Il processo richiede un consumo energetico relativamente basso e fornisce un'impressionante produzione di acqua e una gestione più semplice dei sottoprodotti.

La combinazione unica di elevato recupero di acqua e basso consumo di energia è facilitata dall’elevata permeabilità della membrana, che consente al sistema di funzionare a pressioni molto inferiori rispetto a quelle richieste da altre membrane di nanofiltrazione.

Uno degli aspetti più eccezionali di questa nuovissima tecnologia è che il team NematiQ ha progettato questi nuovi filtri al grafene per integrarsi perfettamente con i sistemi di filtraggio esistenti.

"Abbiamo prodotto moduli a membrana in una gamma di dimensioni di moduli avvolti a spirale standard del settore per la filtrazione dell'acqua, e questi possono essere adattati ai sistemi esistenti in modo rapido ed economico", ha dichiarato il dott. Menzies al Market Herald.

"Tutto ciò che serve per far funzionare la membrana a base di grafene NematiQ è dimensionare correttamente i moduli per risolvere il problema in questione e inserirli in alloggiamenti già disponibili in commercio. Il nostro team ha già considerato il problema della compatibilità con le versioni precedenti che affligge l'adozione di nuove tecnologie ."

Il team NematiQ ha identificato una serie di mercati e applicazioni in cui le prestazioni eccezionali della membrana in grafene possono offrire agli operatori notevoli vantaggi. Questi includono il trattamento dell'acqua potabile, il trattamento e il riutilizzo delle acque reflue di alimenti e bevande, il trattamento delle acque reflue industriali, le separazioni industriali, il pretrattamento per la desalinizzazione dell'acqua di mare e il trattamento degli effluenti municipali.

"Stiamo osservando un mercato globale di circa 5 miliardi di dollari per le membrane sostitutive", ha affermato il dottor Menzies.

"Ma crediamo di poter aggiungere almeno altri 500 milioni di dollari in mercati poco serviti o nuovi di zecca che saranno pronti ad abbracciare questa tecnologia."

Le vendite della tecnologia NematiQ sono iniziate e le notizie sui vantaggi della tecnologia si stanno diffondendo rapidamente in molte delle aziende australiane che trarranno vantaggio dalla sua implementazione.

Nel settembre 2022 l'azienda ha firmato un protocollo d'intesa con i più grandi e importanti coltivatori di sedano e porri australiani per dimostrare come la tecnologia può essere utilizzata per trattare e riciclare l'acqua di processo per il riutilizzo nel loro impianto di produzione e confezionamento. I test iniziali sulla qualità dell'acqua di laboratorio hanno mostrato un miglioramento sostanziale dei parametri di qualità dell'acqua specificati, fornendo acqua sicura per il ricircolo all'interno della struttura. A ciò ha fatto seguito uno studio pilota in loco nel gennaio 2023 per ampliare la dimostrazione tecnologica.