Il grafene: nuove frontiere nella desalinizzazione delle acque

In “Nature Nanotechnology”  viene descritta una ricerca su una nuova tecnica di desalinizzazione dell’acqua di mare utilizzando una membrana porosa fatta di grafene.

Foglio di grafene

Questo materiale è considerato rivoluzionario nel campo dell’elettronica per le sue caratteristiche ma ricerche come questa stanno dimostrando che può risultare molto utile anche in altri campi.

Nel caso della desalinizzazione, il suo uso può renderla molto più efficiente rendendo necessaria molta meno energia per ottenere acqua potabile.

Solo l’1% dell’acqua esistente sulla Terra è potabile. Il 22 marzo è stata la Giornata Mondiale dell’Acqua e in quell’occasione sono state fornite informazioni sulla gravità del problema dell’accesso all’acqua potabile in alcune parti del mondo.

Oltre 700 milioni di persone non hanno accesso ad acqua potabile e sono perciò continuamente a rischio di malattie e intossicazioni perché devono bere acque contaminate.

Desalinizzare l’acqua di mare potrebbe rappresentare un enorme aiuto, anche per l’agricoltura, aiutando varie popolazioni affamate a coltivare il cibo necessario per sopravvivere. Il problema è che la desalinizzazione è un processo che richiede molta energia e tipicamente le popolazioni che ne hanno bisogno sono le stesse che non hanno a disposizione una rete elettrica che gliela fornisca.

L’esperimento condotto negli USA, dall’Oak Ridge National Laboratory mostra che l’uso del grafene può rendere il processo di desalinizzazione molto più efficiente. Creare pori microscopici nel grafene permette di usarlo come filtro per l’acqua di mare e diventa perciò una membrana porosa che non lascia passare i sali ma solo le molecole d’acqua in maniera molto più efficiente delle tecniche oggi usate.

I fogli di grafene hanno lo spessore di un solo atomo ma sono flessibili e robusti. Le loro caratteristiche rende membrane porose di grafene eccellenti per la desalinizzazione.

Esse infatti sono più permeabili di altri polimeri rendendo più rapida la separazione dell’acqua dai sali. Il processo completo è più complesso ma la sostanza è che l’esperimento è stato un successo.

Non è la prima volta che un esperimento sfrutta queste proprietà del grafene. Nei mesi scorsi, è stato annunciato un progetto per usare questo materiale per depurare le acque inquinate da idrocarburi. Ciò dimostra che il grafene ha un potenziale davvero enorme in molti campi e potrà non solo essere alla base di una nuova generazione di apparecchiature elettroniche ma anche aumentare la qualità della vita di molte persone nel mondo.

La ricerca prosegue però e la SetCar, società rumena che lavora da 14 anni nel campo della decontaminazione e smaltimento di rifiuti pericolosi, ha testato sul campo le applicazioni di  prodotti a base di grafene, soprattutto nell’ambito delle bonifiche ambientali.
Si è partiti con la depurazione di una raffineria dismessa in Romania dove in un bacino di acqua della capacità di 16.500 m3 erano contenuti idrocarburi ad una concentrazione di 56 ppm (circa 3 gocce di olio per ogni litro di acqua) che dovevano essere portati al di sotto dei 5 ppm, come previsto dalla legge per lo scarico nei corsi d’acqua. Un prelievo totale di idrocarburi di oltre 1 tonnellata :
5 g/m3 di materiale a base di grafene utilizzato come materiale sciolto sono stati in grado di abbattere le concentrazioni di idrocarburo al di sotto di 1 ppm in soli 10 minuti di trattamento.