Geração simultânea de eletricidade e filtragem de águas residuais

23 de fevereiro de 2023

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pelo Conselho Nacional de Pesquisa de Ciência e Tecnologia

A purificação de vários recursos hídricos, como chuva, água do mar, água subterrânea, água do rio, esgoto e águas residuais, em água potável ou utilizável, é um processo de alta energia. Mas e se a eletricidade pudesse ser gerada durante o processo de purificação da água? Uma equipe de pesquisa conjunta desenvolveu uma membrana multifuncional que pode gerar eletricidade simultaneamente enquanto purifica águas residuais em água potável.

O Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia (KIST) anunciou que a equipe do Dr. Ji-Soo Jang do Centro de Pesquisa de Materiais Eletrônicos e a equipe do Prof. Tae-Gwang Yoon do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade de Myongji desenvolveram em conjunto um avançado membrana que pode simultaneamente fornecer água potável e gerar eletricidade contínua a partir de vários recursos hídricos, como esgoto/águas residuais, água do mar e águas subterrâneas.

A membrana "sanduíche" é composta por uma membrana porosa que filtra a água na parte inferior e um polímero condutor que gera eletricidade na parte superior. A membrana é projetada para purificar águas residuais, controlando a direção do fluxo de água. A água fluindo perpendicularmente à membrana gera corrente contínua pelo movimento de íons na direção horizontal. A membrana pode rejeitar mais de 95% dos contaminantes de tamanhos menores que 10 nm. Assim, microplásticos e partículas de metais pesados ​​em águas residuais podem ser removidos e eletricidade contínua pode ser gerada por mais de 3 horas com apenas 10 µl (microlitro) de água.

Uma vez que a membrana pode ser fabricada por meio de um processo simples de impressão sem restrições de tamanho, ela tem um alto potencial de comercialização devido ao seu baixo custo de fabricação e tempo de processamento.

A equipe de pesquisa está atualmente conduzindo pesquisas de acompanhamento para gerar eletricidade enquanto melhora a qualidade da água das águas residuais ao nível da água potável, desenvolvendo a membrana para uma fábrica real. Dr. Ji-Soo Jang do KIST expressou sua opinião sobre a pesquisa dizendo que, "Como uma nova tecnologia que pode resolver [o] problema de escassez de água e produzir energia ecologicamente correta simultaneamente, também tem grandes aplicações potenciais no sistema de gestão da qualidade da água e sistema de energia de emergência."

Esta pesquisa foi publicada na Advanced Materials e selecionada para ser apresentada na capa da edição.

Mais Informações: Ji-Soo Jang et al, comportamento bidirecional do fluxo de água em uma membrana multifuncional para geração simultânea de energia e purificação de água, materiais avançados (2022). DOI: 10.1002/adma.202209076