Il nuovo sistema cattura la nebbia e la trasforma in acqua pulita

Politecnico federale di Zurigo

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I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno sviluppato un sistema che cattura la nebbia nell'atmosfera e contemporaneamente rimuove i contaminanti durante il funzionamento utilizzando l'energia solare.

Il sistema di raccolta e trattamento delle acque è costituito da una rete metallica con un rivestimento reattivo attivato dalla luce solare che cattura la nebbia. Le goccioline d'acqua poi gocciolano in un contenitore sottostante. La rete è rivestita con una miscela di polimeri appositamente selezionati e biossido di titanio, che agisce come catalizzatore chimico e scompone le molecole degli inquinanti in particelle innocue.

"Il nostro sistema non solo raccoglie la nebbia, ma tratta anche l'acqua raccolta, il che significa che può essere utilizzato in aree con inquinamento atmosferico, come i centri urbani densamente popolati", ha affermato Ritwick Ghosh, coautore dell'articolo e scienziato del Max Planck. Istituto per la ricerca sui polimeri.

Il sistema è efficiente dal punto di vista energetico poiché necessita di poca o nessuna manutenzione. È necessaria pochissima energia attraverso una piccola dose UV regolare per rigenerare il catalizzatore. Basta mezz'ora di luce solare per riattivare l'ossido di titanio per 24 ore, affermano i ricercatori nel comunicato stampa.

Questa caratteristica è essenziale per le aree che non ricevono abbastanza luce solare.

I ricercatori hanno testato la nebbia raccolta nei loro laboratori e in un piccolo impianto a Zurigo. Questa è una bandiera rossa nello studio in quanto limita la nostra comprensione di come il loro sistema appena sviluppato funzionerebbe nell’atmosfera del mondo reale.

Secondo il comunicato stampa, i ricercatori hanno raccolto l’8% dell’acqua dalla nebbia di laboratorio creata artificialmente e hanno scomposto il 94% dei composti organici come goccioline di diesel e bisfenolo A, che erano stati aggiunti.

“Nelle torri di raffreddamento il vapore fuoriesce nell’atmosfera. Negli Stati Uniti, dove vivo, utilizziamo una grande quantità di acqua dolce per raffreddare le centrali elettriche”, ha affermato Thomas Schutzius, un altro coautore dello studio e professore all’Università della California, Berkeley.

“Avrebbe senso catturare parte di quest’acqua prima che fuoriesca e assicurarsi che sia pura nel caso in cui si voglia restituirla all’ambiente”, ha aggiunto.

Attraverso il loro studio, i ricercatori vogliono affrontare la sfida globale della scarsità d’acqua. Anche se disponiamo di sufficienti fonti di acqua dolce, il loro ultimo sistema potrebbe sviluppare ulteriormente i sistemi di raccolta dell’acqua.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista scientifica peer-reviewed Nature Sustainability.

Estratto dello studio:

La raccolta dell’acqua atmosferica fornisce forniture decentralizzate e sostenibili di acqua dolce in aree lontane dalle risorse idriche naturali. Tuttavia, una sfida importante è che le fonti d’acqua come la nebbia sono soggette a contaminazione da inquinanti atmosferici, soprattutto vicino ai centri abitati. Qui dimostriamo un sistema progettato in modo razionale in grado di catturare la nebbia ad alta efficienza e contemporaneamente degradare gli inquinanti organici. Il cuore del nostro progetto è una rete metallica rivestita con nanoparticelle di biossido di titanio anatasio incorporate in una matrice polimerica. Una volta attivato dalla luce solare, lo strato fotoattivo di biossido di titanio decompone le molecole organiche come il diesel, anche in assenza di luce solare; inoltre, la bagnabilità della superficie della rete è progettata per migliorare l'estrazione dell'acqua. Nei test all'aperto, il dispositivo può mantenere buone prestazioni di raccolta della nebbia e un'efficienza di trattamento dell'acqua >85%. La produzione continua di acqua con purificazione passiva dimostrata nel nostro studio fornisce una soluzione priva di energia per affrontare la scarsità d’acqua.