Generazione simultanea di elettricità e filtrazione delle acque reflue

23 febbraio 2023

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La purificazione di varie risorse idriche, come pioggia, acqua di mare, acque sotterranee, acqua di fiume, acque reflue e acque reflue, in acqua potabile o utilizzabile è un processo ad alta energia. Ma cosa accadrebbe se l’elettricità potesse essere generata durante il processo di purificazione dell’acqua? Un gruppo di ricerca congiunto ha ora sviluppato una membrana multifunzionale in grado di generare contemporaneamente elettricità e purificare le acque reflue trasformandole in acqua potabile.

Il Korea Institute of Science and Technology (KIST) ha annunciato che il team del Dr. Ji-Soo Jang del Centro di ricerca sui materiali elettronici e il team del Prof. Tae-Gwang Yoon del Dipartimento di scienza e ingegneria dei materiali dell'Università di Myongji hanno sviluppato congiuntamente un avanzato membrana che può fornire contemporaneamente acqua potabile e generare elettricità continua da varie risorse idriche, come acque reflue/acque reflue, acqua di mare e falde acquifere.

La membrana "a sandwich" è composta da una membrana porosa che filtra l'acqua nella parte inferiore e da un polimero conduttivo che genera elettricità nella parte superiore. La membrana è progettata per purificare le acque reflue controllando la direzione del flusso d'acqua. L'acqua che scorre perpendicolarmente alla membrana genera corrente continua mediante il movimento degli ioni in direzione orizzontale. La membrana può respingere più del 95% dei contaminanti di dimensioni inferiori a 10 nm. Pertanto, le microplastiche e le particelle di metalli pesanti nelle acque reflue possono essere rimosse e l’elettricità continua può essere generata per più di 3 ore con soli 10 µl (microlitri) di acqua.

Poiché la membrana può essere prodotta utilizzando un semplice processo di stampa senza limiti di dimensione, ha un elevato potenziale di commercializzazione grazie ai bassi costi di produzione e ai tempi di lavorazione.

Il gruppo di ricerca sta attualmente conducendo ricerche di follow-up per generare elettricità migliorando al tempo stesso la qualità dell'acqua delle acque reflue al livello dell'acqua potabile sviluppando la membrana per una vera fabbrica. Il Dr. Ji-Soo Jang del KIST ha espresso la sua opinione sulla ricerca affermando che: "Essendo una nuova tecnologia in grado di risolvere [il] problema della scarsità d'acqua e produrre energia ecologica contemporaneamente, ha anche grandi potenziali applicazioni nel sistema di gestione della qualità dell'acqua e sistema elettrico di emergenza."

Questa ricerca è stata pubblicata su Advanced Materials e selezionata per essere inclusa nella copertina del numero.

Maggiori informazioni: Ji-Soo Jang et al, Comportamento bidirezionale del flusso d'acqua su una membrana multifunzionale per la generazione simultanea di energia e la purificazione dell'acqua, Materiali avanzati (2022). DOI: 10.1002/adma.202209076