Grafeno e a dessalinização

O antigo navegador de Samuel Taylor Coleridge foi atormentado pela mesma situação que muitas pessoas vivem hoje em dia perto do oceano: elas têm falta de água doce e não conseguem beber dos oceanos salgados do nosso planeta. O problema é que a água do mar tem cerca de 3,5% de sal em peso, mas nossos rins não conseguem produzir urina a partir de líquidos que contenham mais de 2% de sal. Paradoxalmente, se você ingerir água do mar, terá mais sede porque seus rins usam a água disponível em seu corpo para diluir esse sal extra. Beba muita água do mar e você morrerá de desidratação.

Com a mudança climática criando condições de seca em muitos lugares vulneráveis ao redor do mundo, os pesquisadores estão adotando novas técnicas para descobrir como dessalinizar a água salgada de maneira barata e eficiente. Dentre os muitos métodos em uso, o mais popular é a osmose reversa (RO), na qual a água salgada é forçada através de uma membrana polimérica que filtra os íons salgados. Todavia, a RO é ineficiente e cara, principalmente devido à alta pressão necessária (entre 500 e 1.000 psi – o ar nos pneus do seu carro é de cerca de 40 psi). Outro problema recorrente na RO é o desperdício: para cada 350 litros injetados no sistema, entre 19 e 150 litros (dependendo do tamanho da unidade) saem como água doce, sendo o restante desperdiçado como água residual salina.

A boa notícia é que os sistemas de RO estão prestes a ter uma revolução, substituindo as membranas de polímero por folhas de grafeno ultrafinas. Como o grafeno é cerca de 1.000 vezes mais fino que as membranas poliméricas convencionais, é muito mais permeável. Se uma planta municipal de RO substituísse suas atuais membranas poliméricas por grafeno, ainda empregando bombas de alta pressão, o fluxo de saída de água doce aumentaria bastante. Como alternativa, o grafeno oferece uma maneira de evitar as dispendiosas bombas atualmente em uso, uma vez que a dessalinização do grafeno funciona a pressões mais baixas.

O problema no qual os pesquisadores estão trabalhando atualmente é a criação eficiente de poros de tamanho preciso em folhas de grafeno – encontrar o ponto ideal que não é muito grande (ou então os íons de sal podem passar) e não é muito pequeno para que as moléculas de água possam passar livremente. Uma via promissora é emparelhar o carbono com átomos de oxigênio, criando óxido de grafeno. Ainda assim, seria uma folha com um átomo de espessura, mas mais viável que o grafeno puro e com excelentes propriedades antiincrustantes.

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Fonte:

NCJ