Un “generatore idrico” compatto che per funzionare ha bisogno solo di un fornello da campeggio
L’atmosfera terrestre contiene un oceano di acqua. Perché allora non sfruttarla come fonte idrica? Da questa premessa è nata diversi anni fa la raccolta di acqua atmosferica (AWH – atmospheric water harvesting), tecnologia innovativa dalle grandi potenzialità ma anche dalle grandi sfide.
Questa soluzione sfrutta materiali igroscopici come gli zeoliti o il gel di silice, in grado di adsorbire l’acqua dall’umidità atmosferica o dalla nebbia. I problemi principali? Solitamente questi “generatori idrici” non riescono a funzionare in maniera costante con qualsiasi condizione atmosferica e tendono ad assorbire poca acqua per quantità di materiale impiegato, portando alla realizzazione di dispositivi molto ingombranti. Oppure richiedono un elevato consumo di energia per rilasciare acqua catturata.
In aiuto arriva un nuovo studio University of Utah, negli Stati Uniti. Qui gli ingegneri Nathan P. Ortiz e Sameer R. Rao hanno creato un generatore idrico compatto che sfrutta una AWH a ciclo rapido, alimentata a combustibile. Il prototipo si basa su una nuova categoria di materiali porosi, noti come strutture metallo-organiche (MOF).
“I materiali igroscopici hanno intrinsecamente affinità con l’acqua. Assorbono acqua ovunque tu vada”, ha spiegato Rao. “Noi lavoriamo con uno specifico tipo di materiale igroscopico chiamato struttura metallo-organica“.
Le potenzialità dei MOF nella raccolta d’acqua atmosferica
Non è la prima volta che i MOF vengono impiegati nella raccolta di acqua atmosferica, grazie alle loro note capacità di ampio assorbimento idrico e facile rigenerazione. Ma Rao e Ortiz hanno compiuto un importante passo avanti progettando un imballaggio compatto dell’adsorbente e consentendo un ciclo continuo in qualsiasi condizione atmosferica.
Nel dettaglio il nuovo generatore idrico compatto impiega fumarato di alluminio. Il materiale è stato modellato dai due scienziati in appositi pannelli di raccolta. “Le molecole d’acqua stesse rimangono intrappolate sulla superficie del nostro materiale, e questo è un processo reversibile. E così, invece di radicarsi nel materiale stesso, si depositano sulle pareti”, ha sottolineato Ortiz. “Quello che rende speciali questi materiali assorbenti è che hanno un’immensa quantità di superficie interna”.
In questa prova di concetto, il prototipo ha raggiunto il suo obiettivo di produrre 5 litri di acqua al giorno per chilogrammo di MOF. L’acqua viene quindi rilasciata applicando calore tramite un semplice fornello da campeggio standard.
Rao e Ortiz hanno depositato un brevetto preliminare basato sulla tecnologia.