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Purificare l’acqua tramite energia solare: oggi si può

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La mancanza di acqua potabile e, più in generale, di risorse idriche disponibili è uno dei problemi globali da affrontare con maggior urgenza.

Uno strumento che purifica l’acqua e funziona ad energia solare.
Secondo un recente rapporto delle Nazioni Unite, infatti, circa un quinto della popolazione in tutto mondo oggi vive in zone dove l’acqua è totalmente assente o scarseggia. Insomma: non è sufficiente per coprire il fabbisogno della popolazione. Entrando più nello specifico, secondo i dati pubblicati emerge che circa un miliardo di persone nel mondo non ha accesso all’acqua potabile e circa 2 miliardi e mezzo non dispongono di acqua a sufficienza per le comuni pratiche igieniche e alimentari, considerando che il fabbisogno idrico minimo giornaliero di acqua è quantificato in circa 40-50 litri a persona.

L’acqua, un bene necessario per ogni attività umana

Ma l’acqua, com’è noto, è un bene assolutamente necessario e di cui non si può fare a meno per la sopravvivenza non solo degli esseri umani, ma anche delle piante e degli animali che servono ogni giorno all’uomo per nutrirsi, vestirsi e prendersi cura di sé. Senza dimenticare che l’acqua non perfettamente pulita può essere veicolo di batteri e virus di malattie fortemente invalidanti per l’uomo e per gli animali, che in alcun zone del mondo possono portare anche alla morte, se non curate tempestivamente. 

La priorità: raggiungere il fabbisogno di acqua necessario per tutta la popolazione del mondo

Pertanto, una delle priorità della ricerca scientifica dev’essere assolutamente indirizzata a raggiungere il fabbisogno di acqua necessario per soddisfare ogni singolo individuo del mondo: lo scopo ora è arrivare a brevettare – e con assoluta urgenza – tecnologie necessarie per produrre acqua pulita. Anche da fonti di acqua non potabili, come possono essere l’acqua marina, fluviale, lacustre, e persino l’acqua contaminata.

L’invenzione di un generatore che purifica l’acqua tramite energia solare

Diversi ricercatori da anni hanno concentrato quindi i loro studi e i loro sforzi in questa direzione e, oggi, sono riusciti a sviluppare uno strumento che consente di purificare l’acqua tramite l’energia solare. Ciò avviene grazie all’ausilio di un generatore di vapore a base di legno che, con l’aiuto di nanomateriali prodotti da batteri, sfrutta l’energia solare per riuscire a purificare l’acqua. La notizia è riportata Nano Letters (inserire link: https://pubs.acs.org/journal/nalefd), una rivista scientifica mensile pubblicata dalla American Chemical Society che copre tutti gli aspetti delle nanoscienze, delle nanotecnologie e delle loro sottodiscipline.

Non si tratta dei primi pannelli fotovoltaici particolari, ne abbiamo parlato QUI

Si utilizza l’energia solare e il fenomeno dell’evaporazione

Un generatore di vapore solare è un dispositivo che utilizza l’abbondante energia solare per separare l’acqua pura dai suoi contaminanti tramite evaporazione. Sono state sviluppate diverse versioni di questi dispositivi, con altrettante diverse efficienze. Per progettare generatori di vapore solari migliori, i ricercatori devono trovare modi per migliorare l’assorbimento della luce, la gestione del calore, il trasporto dell’acqua e l’evaporazione.

Quattro miglioramenti in un unico dispositivo ad energia solare

Shu-Hong Yu e i suoi colleghi dell’Università di Scienza e Tecnologia della Cina hanno voluto combinare tutti e quattro i miglioramenti in un unico dispositivo. Hanno quindi scelto il legno come materiale base per il loro generatore proprio a causa della sua sostenibilità e struttura porosa, che consente quindi un trasporto rapido dell’acqua.

Il ruolo dei batteri per la produzione di acqua

I ricercatori hanno realizzato il loro dispositivo con l’aiuto di batteri che hanno prodotto lunghe nanofibre di cellulosa, che legavano gli strati del dispositivo insieme. Il gruppo di scienziati ha aggiunto altri batteri alla superficie di un blocco di legno e ha permesso loro di fermentare. 

Un aerosol a base di… minuscole bolle di vetro

Poi, gli scienziati hanno spruzzato una specie di aerosol di bolle di vetro – ovvero minuscole sfere cave che forniscono un eccellente isolamento termico – sulla superficie. Le bolle di vetro sono quindi inglobate nelle nanofibre di cellulosa prodotte dai batteri, formando una sorta di idrogel. Infine, i ricercatori hanno aggiunto nanotubi di carbonio, che si sono intrecciati con le nanofibre di cellulosa per formare uno strato superiore assorbente la luce, che fa evaporare l’acqua. 

Evaporazione e condensazione: ed ecco l’acqua pura grazie, anche, all’energia solare

Il dispositivo funziona trasportando l’acqua verso l’alto attraverso il legno allo strato di assorbimento della luce, che viene riscaldato dal sole. L’acqua evapora e il vapore viene raccolto e condensato per produrre acqua pura. Lo strato isolante di bolle di vetro fa in modo che il calore non venga trasferito verso il basso, attraverso il dispositivo – e quindi perso –  mentre strutture di nanoparticelle permettono la vaporizzazione dell’acqua senza utilizzare troppa energia. 

Di conseguenza, il nuovo dispositivo ha una maggiore velocità di evaporazione ed efficienza rispetto alla maggior parte dei generatori di vapore solari esistenti
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