p Engenheiros da Universidade da Califórnia, A Riverside desenvolveu uma nova maneira de recuperar quase 100% da água de soluções de sal altamente concentradas. O sistema irá aliviar a escassez de água em regiões áridas e reduzir as preocupações em torno do descarte de salmoura de alta salinidade, como resíduos de fraturamento hidráulico. p A pesquisa, que envolve o desenvolvimento de um elemento de aquecimento à base de nanotubos de carbono que irá melhorar muito a recuperação de água doce durante os processos de destilação por membrana, foi publicado hoje na revista Nature Nanotechnology . David Jassby, professor assistente de engenharia química e ambiental na Bourns College of Engineering da UCR, liderou o projeto.

p Embora a osmose reversa seja o método mais comum de remoção de sal da água do mar, águas residuais, e água salobra, não é capaz de tratar soluções de sal altamente concentradas. Essas soluções, chamados salmouras, são gerados em grandes quantidades durante osmose reversa (como produtos residuais) e fraturamento hidráulico (como água produzida), e devem ser descartados de forma adequada para evitar danos ao meio ambiente. No caso de fraturamento hidráulico, a água produzida é frequentemente descartada no subsolo em poços de injeção, mas alguns estudos sugerem que essa prática pode resultar em um aumento nos terremotos locais.

p Uma maneira de tratar a salmoura é a destilação por membrana, uma tecnologia de dessalinização térmica em que o calor conduz o vapor de água através de uma membrana, permitindo maior recuperação de água enquanto o sal fica para trás. Contudo, salmouras quentes são altamente corrosivas, tornando os trocadores de calor e outros elementos do sistema caros em sistemas tradicionais de destilação por membrana. Além disso, porque o processo depende da capacidade de calor da água, as recuperações de passagem única são bastante baixas (menos de 10 por cento), levando a requisitos complicados de gerenciamento de calor.

p “Em um cenário ideal, a dessalinização térmica permitiria a recuperação de toda a água da salmoura, deixando para trás uma pequena quantidade de um sólido, sal cristalino que poderia ser usado ou descartado, "Jassby disse." Infelizmente, os processos atuais de destilação por membrana dependem de uma alimentação constante de salmoura quente sobre a membrana, que limita a recuperação de água através da membrana em cerca de 6 por cento. "

p Para melhorar isso, os pesquisadores desenvolveram uma membrana à base de nanotubo de carbono com autoaquecimento que aquece apenas a salmoura na superfície da membrana. O novo sistema reduziu o calor necessário no processo e aumentou o rendimento da água recuperada para perto de 100 por cento.

p Além do desempenho de dessalinização significativamente melhorado, a equipe também investigou como a aplicação de correntes alternadas ao elemento de aquecimento da membrana poderia prevenir a degradação dos nanotubos de carbono no ambiente salino. Especificamente, uma frequência limite foi identificada onde a oxidação eletroquímica dos nanotubos foi impedida, permitindo que os filmes de nanotubos sejam operados por períodos de tempo significativos sem redução no desempenho. Os insights fornecidos por este trabalho permitirão que elementos de aquecimento baseados em nanotubos de carbono sejam usados ​​em outras aplicações onde a estabilidade eletroquímica dos nanotubos é uma preocupação.