La técnica de purificación de agua de mar supera los materiales de uso común, incluso el carbono activado

Los investigadores han descubierto una nueva técnica para mejorar los electrodos que convierten el agua de mar en agua potable con oxígeno. Los hallazgos fueron reportado en Comunicaciones de la naturaleza. La investigación fue dirigida por Yusuke Yamauchi en la Universidad de Nagoya, Japón, en colaboración con Xingtao Xu en la Universidad de Zhejiang Ocean,

“A medida que la población mundial ha aumentado, escasez de agua Probablemente se convertirá en un problema crítico “, dijo Yamauchi, explicando la motivación detrás del estudio.” Estábamos entusiasmados de desarrollar un material que superara todos los materiales existentes, incluso el carbono activado “.

La técnica funciona eliminando los iones del agua de mar utilizando electrodosdejando agua desionizada y potable. En el proceso, los iones del agua de mar se sienten atraídos por la superficie del electrodo y los iones cargados se almacenan en una doble capa eléctrica formada allí. Además de purificar el agua, los iones se pueden extraer de los electrodos después de la separación, permitiendo que los iones útiles, como el sodio, se reutilicen para los procesos industriales.

Los electrodos más utilizados son los electrodos carbonosos porosos, que usan una base de carbono y nitrógeno con poros para crear un área de superficie alta para extraer iones de líquidos. Los investigadores teorizaron que el “dopaje heteroátomo”, que introduce átomos para alterar la estructura de un material y mejorar el rendimiento, podría mejorar la conductividad y la estabilidad del electrodo.

“Utilizamos oxígeno para el dopaje, ya que el oxígeno crea efectos sinérgicos con nitrógeno que aumentan la adsorción de iones. Encontramos que en presencia de oxígeno, la afinidad de nitrógeno por iones aumentó”, dijo Asakura. “Estábamos emocionados de descubrir que el oxígeno afecta la desionización capacitiva. Nuestro equipo fue el primero en demostrar este papel”.

Un beneficio inesperado surgió cuando los investigadores descubrieron que los electrodos dopados con oxígeno tenían un área superficial aún mayor, probablemente porque el proceso de dopaje cambió la actividad de carbonización. Este aumento de la superficie aumenta la eficiencia de purificación.

Yamauchi cree que sus hallazgos son un recordatorio importante para que los investigadores no descuidan ciertas técnicas. “Otros grupos pasaron por alto el uso potencial de oxígeno en este proceso”, dijo. “Por eso incluimos ‘revelar el papel descuidado de oxígeno Doping ‘en el título del periódico “.

Aunque los materiales a base de carbono ya son relativamente económicos, los investigadores creen que sus hallazgos reducirán aún más el costo de purificar el agua, lo que hace que la tecnología sea más accesible para las comunidades costeras desatendidas que enfrentan la escasez de agua dulce. Más allá de purificación de aguaesta innovación tiene aplicaciones prometedoras en el industria automotrizdonde los electrodos similares son componentes vitales en celdas de combustible, particularmente aquellos utilizados en vehículos con hidrógeno.