Um material barato à base de hidrogel captura com eficiência a umidade, mesmo do ar com baixa umidade, e a libera quando necessário.

Um dispositivo simples que pode capturar seu próprio peso na água do ar fresco e, em seguida, liberar essa água quando aquecido pela luz solar pode fornecer uma nova fonte segura de água potável em regiões áridas remotas, sugere uma nova pesquisa da KAUST.

Globalmente, O ar da Terra contém quase 13 trilhões de toneladas de água, um vasto reservatório renovável de água potável. Testes de muitos materiais e dispositivos desenvolvidos para tirar esta fonte de água mostraram que cada um deles é muito ineficiente, caro ou complexo para uso prático. Um protótipo de dispositivo desenvolvido por Peng Wang do Centro de Dessalinização e Reutilização de Água e sua equipe poderia finalmente mudar isso.

No coração do dispositivo está o barato, estábulo, sal não tóxico, cloreto de cálcio. Este sal deliquescente tem uma afinidade tão alta com a água que vai absorver tanto vapor do ar circundante que, eventualmente, uma poça de líquido se forma, disse Renyuan Li, um Ph.D. aluno da equipe de Wang. "O sal deliquescente pode se dissolver absorvendo a umidade do ar, " ele diz.

O cloreto de cálcio tem grande potencial de captação de água, mas o fato de passar de um líquido sólido para um salgado após a absorção de água tem sido um grande obstáculo para seu uso como um dispositivo de captura de água, disse Li. "Os sistemas que usam sorventes líquidos são muito complicados, "diz ele. Para contornar o problema, os pesquisadores incorporaram o sal em um polímero chamado hidrogel, que pode reter um grande volume de água enquanto permanece sólido. Eles também adicionaram uma pequena quantidade de nanotubos de carbono, 0,42 por cento em peso, para garantir que o vapor de água capturado possa ser liberado. Os nanotubos de carbono absorvem a luz solar de forma muito eficiente e convertem a energia capturada em calor.

A equipe incorporou 35 gramas deste material em um dispositivo de protótipo simples. Saiu do lado de fora durante a noite, ele capturou 37 gramas de água em uma noite em que a umidade relativa estava em torno de 60 por cento. O dia seguinte, após 2,5 horas de irradiação solar natural, a maior parte da água sorvida foi liberada e coletada dentro do dispositivo.

“Os aspectos mais notáveis ​​do hidrogel são seu alto desempenho e baixo custo, "diz Li. Se o protótipo fosse ampliado para produzir 3 litros de água por dia - a necessidade mínima de água para um adulto - o custo do material do hidrogel adsorvente seria tão baixo quanto meio centavo por dia.

A próxima etapa será ajustar o hidrogel absorvente para que ele libere a água coletada continuamente, em vez de em lotes, Wang diz.