Membrane innovative per la dissalazione dell’acqua

Un team di ingegneri del Dipartimento Energia – Denerg del Politecnico di Torino, in collaborazione con il Massachusetts Institute of Technology-MIT e l’University of Minnesota, hanno realizzato una ricerca sul processo di osmosi inversa per la dissalazione dell’acqua, basato sulla capacità di alcuni materiali porosi di farsi attraversare dalla sola acqua in pressione, separandola così dal sale.

I ricercatori sono per la prima volta riusciti a comprendere i meccanismi che regolano il trasporto dell’acqua da una parte (acqua salata) all’altra (acqua dolce) della membrana. I laboratori del MIT, infatti, hanno misurato sperimentalmente la capacità delle membrane di trasportare l’acqua, ossia il coefficiente di diffusione dell’acqua infiltrata. Tali membrane sono composte d zeolite, un materiale caratterizzato da una fitta (e regolare) rete di pori con dimensioni inferiori al nanometro (meno di un miliardesimo di metro). Tuttavia, il coefficiente di diffusione dell’acqua misurato nei laboratori è quasi un milione di volte inferiore rispetto al valore atteso dalle simulazioni e analisi teoriche condotte dai ricercatori del Politecnico di Torino.

Dopo due anni di studi, gli ingegneri del Politecnico sono riusciti a dimostrare che l’enorme differenza tra i valori di permeabilità della membrana attesi e misurati sperimentalmente vanno imputati alla resistenza superficiale della membrana al trasporto dell’acqua. Tale resistenza è dovuta agli attuali metodi di fabbricazione delle membrane in zeolite, che causano la chiusura di più del 99,9% dei pori superficiali teoricamente disponibili. In altri termini, le molecole di acqua hanno a disposizione un ridottissimo numero di pori per infiltrarsi nella membrana (uno ogni mille), e questo causa un effetto collo di bottiglia che he rallenta il trasporto complessivo dell’acqua attraverso la membrana, dunque riducendone drasticamente la permeabilità.

La scoperta ha un impatto immediato nella fabbricazione di membrane innovative per la dissalazione, in cui si miri principalmente all’aumento del numero di pori superficiali accessibili e dunque alla riduzione della resistenza superficiale al trasporto. I ricercatori stimano che membrane create con criteri simili abbiano la possibilità di raggiungere permeabilità fino a 10 volte superiori a quelle attuali, abbattendo così i costi operativi necessari al processo di dissalazione.

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