Un método eficiente y sostenible para desalinizar el agua y extraer iones metálicos

008wer / Pixabay

Una investigación conjunta entre la Universidad Monash en Australia, la Universidad de Texas en Austin y el instituto CSIRO podría ayudar a proveer de agua potable a las millones de personas que sufren de este problema a pesar de vivir cerca al mar. Al mismo tiempo, podría proveer de métodos más baratos para extraer iones de litio para la minería.

La investigación, publicada en Sciences Advances, ha desarrollado un material de última generación llamado “Marco Orgánico de Metal” (MOF), el cual tiene la mayor superficie interna de cualquier sustancia conocida. Los cristales similares a esponjas del MOF se pueden usar para capturar, almacenar y liberar compuestos químicos. En este caso, la sal y los iones en el agua de mar.

Dr. Huacheng Zhang, Profesor Huanting Wang y Profesor Asociado Zhe Liu y su equipo en la Facultad de Ingeniería en la Universidad Monash en Melbourne, Australia, en colaboración con la Dra. Anita Hill de CSIRO y el Profesor Benny Freeman del Departamento McKetta de Ingeniería Química en la Universidad de Texas en Austin, descubrieron recientemente que las membranas MOF pueden imitar la función de filtrado, o "selectividad de iones", de las membranas celulares orgánicas.

Los investigadores aseguran que con un mayor desarrollo, estas membranas tienen un potencial significativo para eliminar sales del agua de mar, al mismo tiempo que separar los iones metálicos de una manera altamente eficiente y rentable, ofreciendo un nuevo enfoque revolucionario para las industrias del agua y la minería.

¿Esto qué significa?

En la actualidad, las membranas de ósmosis inversa son responsables de más de la mitad de la capacidad de desalinización del mundo y de la última etapa de la mayoría de los procesos de tratamiento del agua, pero estas membranas tienen espacio para mejorar en un factor de 2 a 3 en el consumo de energía. No operan según los principios de la deshidratación de iones ni del transporte iónico selectivo en canales biológicos y por lo tanto tienen limitaciones significativas.

En la industria minera, se están desarrollando procesos de membranas para reducir la contaminación del agua, así como para recuperar metales valiosos como los iones de litio que se usan para fabricar baterías. Sin embargo estos procesos pueden resultar costosos.

Ahora, con la nueva membrana MOF no solo se podría beneficiar la minería sino también las poblaciones que no tienen acceso a agua potable. "Podemos utilizar nuestros hallazgos para enfrentar los desafíos de la desalinización del agua”, dice el profesor Huanting Wang de la Universidad Monash.

“En lugar de confiar en los procesos costosos e intensivos en energía, esta investigación abre el potencial para eliminar los iones salinos del agua de una manera más eficiente y ambientalmente sostenible", añade.

En la misma dirección opina la Dra. Anita Hill de CSIRO: "La perspectiva de utilizar MOF para la filtración de agua sostenible es increíblemente emocionante desde una perspectiva de bien público, mientras que ofrecer una mejor forma de extraer iones de litio para satisfacer la demanda mundial podría crear nuevas industrias para Australia".

La creciente comprensión científica de los MOF ofrece otro uso potencial en el mundo real para el material de próxima generación. "Además, esto es solo el comienzo del potencial de este fenómeno. Seguiremos investigando cómo se puede aplicar aún más la selectividad de iones de litio. Éstos son abundantes en el agua de mar, por lo que esto tiene implicaciones para la industria minera que utilizan tratamientos químicos ineficientes para extraer litio de rocas y salmueras”, añade Wang.

“La demanda mundial de litio requerida para productos electrónicos y baterías es muy alta. Estas membranas ofrecen la posibilidad de extraer de forma muy efectiva iones de litio del agua de mar, un recurso abundante y de fácil acceso", finaliza el investigador de la Universidad Monash.

El problema de la falta de agua potable es sumamente serio. A mediados del mes pasado se supo que Ciudad del Cabo, una de las más importantes en el África, podría quedarse sin agua potable en tan solo unas semanas debido a las constantes sequias.

 

Victor Román
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma

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