Los materiales llamados carburos de metales de transición tienen propiedades notables que abren nuevas posibilidades en la desalinización de agua y el tratamiento de aguas residuales. Un equipo de KAUST ha encontrado compuestos de metales de transición y carbono, conocido como MXenes pero pronunciado "maxenes, "Puede evaporar el agua de manera eficiente utilizando la energía suministrada por el sol.

Renyuan Li, un doctorado estudiante en KAUST, ha investigado un MXene en el que el titanio y el carbono se combinan con la fórmula Ti3C2. "Este es un material muy interesante, "dijo el profesor asociado Peng Wang, Supervisor de Li en el Centro de Reutilización y Desalación de Agua de KAUST.

Wang explica que su entusiasmo proviene de su descubrimiento de que el Ti3C2 puede atrapar la energía de la luz solar para purificar el agua por evaporación con una eficiencia energética que es "de vanguardia". Él dice que esto claramente justifica más investigación hacia aplicaciones prácticas.

Otros investigadores habían explorado la capacidad de los MXenes para actuar como materiales de protección electromagnética debido a su capacidad para absorber longitudes de onda de radiación electromagnética más allá del rango visible. Entonces, el descubrimiento de KAUST comenzó con una simple pregunta. "Decidimos investigar, ¿Cuál es la interacción con este MXene y la luz del sol? ", explicó Wang. Con el enfoque de su grupo en la tecnología de desalinización, utilizar la energía del sol para convertir el agua en vapor era un objetivo obvio.

La primera observación del equipo de KAUST fue que Ti3C2 convierte la energía de la luz solar en calor con una eficiencia del 100%. También es importante, sin embargo, fue que el sofisticado sistema desarrollado durante esta investigación para medir la conversión de luz a calor mostró que varios otros materiales, incluidos los nanotubos de carbono y el grafeno, También logró una conversión casi perfectamente eficiente.

"Sugiero que el enfoque del campo ahora debería alejarse de la búsqueda de nuevos materiales fototérmicos hacia la búsqueda de aplicaciones para los muchos perfectos que tenemos ahora". "dijo Wang.

Para investigar las posibilidades de MXene en la purificación de agua, Luego, los investigadores fabricaron una membrana de Ti3C2 delgada y flexible que incorpora una barrera térmica de poliestireno para evitar que la energía térmica se escape. Esto creó un sistema que podía flotar en el agua y evaporar parte del agua con un 84% de eficiencia a los niveles de iluminación de la luz solar natural.

Para Wang, el próximo desafío es cómo pasar de este hallazgo de investigación básica a aplicaciones prácticas. Wang espera romper lo que él llama "la barrera de eficiencia del 85%, "Llevando la purificación fototérmica del agua a un nuevo territorio.

Además de maximizar la capacidad de captura de luz del sistema, los investigadores quieren investigar formas de capturar el vapor de agua y producir un proceso de purificación de agua completo. Wang ya está en conversaciones con un potencial socio industrial.