Un material económico a base de hidrogel captura de manera eficiente la humedad incluso del aire con poca humedad y luego la libera a pedido.

Un dispositivo simple que pueda capturar su propio peso en agua del aire fresco y luego liberar ese agua cuando se calienta con la luz solar podría proporcionar una nueva fuente segura de agua potable en regiones áridas remotas. sugiere una nueva investigación de KAUST.

Globalmente El aire de la Tierra contiene casi 13 billones de toneladas de agua, una vasta reserva renovable de agua potable limpia. Las pruebas de muchos materiales y dispositivos desarrollados para aprovechar esta fuente de agua han demostrado que cada uno es demasiado ineficiente, caro o complejo para un uso práctico. Un dispositivo prototipo desarrollado por Peng Wang del Centro de Reutilización y Desalación de Agua y su equipo finalmente podría cambiar eso.

En el corazón del dispositivo está lo barato, estable, sal no tóxica, cloruro de calcio. Esta sal delicuescente tiene una afinidad tan alta por el agua que absorberá tanto vapor del aire circundante que eventualmente se formará un charco de líquido. dice Renyuan Li, un doctorado estudiante en el equipo de Wang. "La sal delicuescente puede disolverse absorbiendo la humedad del aire, " él dice.

El cloruro de calcio tiene un gran potencial de recolección de agua, pero el hecho de que pase de sólido a líquido salado después de absorber agua ha sido un obstáculo importante para su uso como dispositivo de captura de agua, dice Li. "Los sistemas que utilizan sorbentes líquidos son muy complicados, ", dice. Para superar el problema, los investigadores incorporaron la sal en un polímero llamado hidrogel, que puede contener un gran volumen de agua sin dejar de ser un sólido. También agregaron una pequeña cantidad de nanotubos de carbono, 0,42 por ciento en peso, para asegurar que se pueda liberar el vapor de agua capturado. Los nanotubos de carbono absorben la luz solar de manera muy eficiente y convierten la energía capturada en calor.

El equipo incorporó 35 gramos de este material en un dispositivo prototipo simple. Dejado afuera durante la noche capturó 37 gramos de agua en una noche cuando la humedad relativa rondaba el 60 por ciento. Al día siguiente, después de 2,5 horas de irradiación solar natural, la mayor parte del agua absorbida se liberó y se recogió dentro del dispositivo.

"Los aspectos más notables del hidrogel son su alto rendimiento y bajo costo, ", dice Li. Si el prototipo se ampliara para producir 3 litros de agua por día, el requerimiento mínimo de agua para un adulto, el costo del material del hidrogel adsorbente sería tan bajo como medio centavo por día.

El siguiente paso será ajustar el hidrogel absorbente para que libere el agua recolectada de forma continua en lugar de en lotes. Wang dice.