Os cientistas da Rice University estão desenvolvendo tecnologia para remover contaminantes da água - mas apenas quantos forem necessários.

O laboratório de arroz do engenheiro Qilin Li está construindo um sistema de tratamento que pode ser ajustado para extrair seletivamente toxinas da água potável e efluentes das fábricas, sistemas de esgoto e poços de petróleo e gás. Os pesquisadores disseram que sua tecnologia reduzirá custos e economizará energia em comparação com os sistemas convencionais.

"Métodos tradicionais para remover tudo, como osmose reversa, são caros e consomem muita energia, "disse Li, o principal cientista e co-autor de um estudo sobre a nova tecnologia no jornal American Chemical Society Ciência e Tecnologia Ambiental . "Se descobrirmos uma maneira de pescar esses componentes menores, podemos economizar muita energia. "

O coração do sistema de Rice é um conjunto de eletrodos compostos novos que permitem a deionização capacitiva. O cobrado, eletrodos porosos puxam seletivamente íons alvo de fluidos que passam através do sistema tipo labirinto. Quando os poros ficam cheios de toxinas, os eletrodos podem ser limpos, restaurados à sua capacidade original e reutilizados.

"Isso faz parte de um amplo escopo de pesquisa para descobrir maneiras de remover seletivamente contaminantes iônicos, "disse Li, professor de engenharia civil e ambiental e de ciência dos materiais e nanoengenharia. "Há muitos íons na água. Nem tudo é tóxico. Por exemplo, o cloreto de sódio (sal) é perfeitamente benigno. Não precisamos removê-lo, a menos que a concentração fique muito alta.

"Para muitas aplicações, podemos deixar íons não perigosos para trás, mas existem certos íons que precisamos remover, "disse ela." Por exemplo, em alguns poços de água potável, existe arsênico. Em nossos encanamentos de água potável, pode haver chumbo ou cobre. E em aplicações industriais, existem íons de cálcio e sulfato que formam incrustações, um acúmulo de depósitos minerais que obstruem e obstruem os canos. "

O sistema de prova de princípio desenvolvido pela equipe de Li removeu íons de sulfato, um mineral formador de incrustações que pode dar à água um sabor amargo e atuar como laxante. Os eletrodos do sistema foram revestidos com carvão ativado, que, por sua vez, era revestido por uma fina película de minúsculas partículas de resina mantidas juntas por álcool polivinílico quaternizado. Quando a água contaminada com sulfato fluía através de um canal entre os eletrodos carregados, íons sulfato foram atraídos pelos eletrodos, passou pelo revestimento de resina e aderiu ao carbono.

Os testes no laboratório do Rice mostraram que o revestimento carregado positivamente no cátodo capturou preferencialmente íons de sulfato sobre o sal em uma proporção de mais de 20 para 1.

Os eletrodos mantiveram suas propriedades ao longo de 50 ciclos. "Mas de fato, no laboratório, executamos o sistema por várias centenas de ciclos e não vejo nenhuma quebra ou descascamento do material, "disse Kuichang Zuo, autor principal do artigo e pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Li. "É muito robusto."

Li disse que o sistema deve funcionar com os atuais sistemas comerciais de tratamento de água. "O verdadeiro mérito deste trabalho não é que fomos capazes de remover seletivamente o sulfato, porque existem muitos outros contaminantes que talvez sejam mais importantes, "disse ela." O mérito é que desenvolvemos uma plataforma de tecnologia que podemos usar para atingir outros contaminantes também, variando a composição do revestimento do eletrodo. "

A equipe do Rice está desenvolvendo revestimentos para outros contaminantes e trabalhando com laboratórios da Universidade do Texas em El Paso e da Universidade do Estado do Arizona em sistemas de teste em grande escala. Zuo disse que também deveria ser possível reduzir os sistemas de purificação de água em casa.