La Corea è considerata una “nazione a rischio idrico”. Sebbene il Paese riceva precipitazioni annuali di circa 1.300 mm, è caratterizzato da periodi concentrati e regioni specifiche, dando così origine a sfide derivanti dalla scarsità d’acqua. La mancanza di acqua potabile va oltre il semplice disagio, comportando conseguenze pericolose per la vita di alcuni individui. Nel marzo 2023, il Fondo delle Nazioni Unite per l’infanzia (UNICEF) ha pubblicato un rapporto che evidenzia la difficile situazione di circa 190 milioni di bambini in Africa che soffrono per la mancanza di acqua potabile, con la conseguente tragica perdita quotidiana di 1.000 bambini di età inferiore ai cinque anni.
Le nazioni di tutto il mondo stanno impiegando approcci diversi nel tentativo di mitigare questo problema. Tuttavia, la desalinizzazione dell’acqua di mare richiede un’elevata intensità energetica e dipende prevalentemente da combustibili fossili che generano inquinamento ambientale come lo scarico di salamoia concentrata in mare. Anche la raccolta dell’acqua atmosferica presenta delle sfide, in particolare nelle regioni con un’umidità inferiore al 70% poiché richiede una notevole quantità di energia per condensare il vapore, rendendola una soluzione inefficace.
Recentemente, un team congiunto di ricercatori guidato dal professor Woochul Song della Divisione di Scienze e Ingegneria Ambientale dell’Università di Scienza e Tecnologia di Pohang (POSTECH) e Omar M. Yaghi, Professore di Chimica alla UC Berkeley, ha realizzato con successo la raccolta dell’acqua atmosferica utilizzando l’ambiente luce del sole nel deserto della Valle della Morte. Il risultato rappresenta un promettente passo avanti nella lotta alla scarsità d’acqua poiché sfrutta una risorsa infinita senza inquinare l’ambiente. I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista internazionale Natura Acqua il 6 luglio (ora locale), 2023.
Le strutture metallo-organiche (MOF) si riferiscono a materiali porosi caratterizzati da minuscoli fori che misurano 1-2 nm. Le aree ad alta superficie dei MOF funzionano come un assorbente, catturando il vapore acqueo atmosferico. A tal fine, il gruppo di ricerca ha ideato un dispositivo per la raccolta dell’acqua, denominato raccoglitore d’acqua, basato sul MOF, sfruttando la sua capacità di aspirare acqua dall’atmosfera durante la notte, condensando l’acqua assorbita in un liquido potabile utilizzando la luce solare ambientale durante tutta la notte. il giorno. Il raccoglitore d’acqua del team ha la forma di una struttura cilindrica, a differenza del tradizionale design rettangolare. Questa configurazione garantisce che la superficie del dispositivo si allinei con la traiettoria del sole, massimizzando l’utilizzo della luce solare ambientale dall’alba al tramonto.
Il team di ricerca ha testato la mietitrice attraverso esperimenti di raccolta dell’acqua condotti in due diverse località: Berkeley nel giugno 2022 e il deserto della Death Valley nell’agosto 2022. Il deserto della Death Valley rappresenta una delle regioni più calde e aride del mondo. Con temperature persistentemente elevate che raggiungono i 40 gradi anche a mezzanotte, salendo fino a 57 gradi durante il giorno, e un’umidità relativa inferiore al 7%, l’area vive condizioni eccezionalmente secche.
Durante gli esperimenti, il dispositivo ha raccolto fino a 285 g e 210 g di acqua per chilogrammo di MOF rispettivamente nel deserto di Berkeley e della Death Valley. Ciò rappresenta un aumento doppio della produzione di acqua rispetto alle mietitrici precedenti. In particolare, la mietitrice del team di ricerca ha estratto con successo l’acqua senza generare alcuna impronta di carbonio anche in condizioni climatiche estremamente secche, tra cui la temperatura massima di 60 gradi e l’umidità notturna media del 14%. L’esclusivo condensatore e il sistema assorbente MOF del team, hanno potenziato il processo di raccolta dell’acqua esclusivamente attraverso l’uso della luce solare ambientale, rendendo superflue ulteriori fonti di energia o alimentatori.
La ricerca ha un significato sostanziale grazie agli esperimenti condotti in ambienti veramente estremi, dimostrando efficacemente la praticità della tecnologia. La capacità di raccogliere acqua dal vapore acqueo atmosferico ha un’applicabilità universale, offrendo contributi alla realizzazione di obiettivi etici nel campo dell’ambiente e della salute pubblica, fungendo così da tecnologia fondamentale per la sicurezza umana.
Il professor Woochul Song di POSTECH ha spiegato: “Abbiamo dimostrato il potenziale della tecnologia per affrontare le crescenti sfide della scarsità d’acqua, ulteriormente aggravate dalle questioni ambientali”. Ha aggiunto: “Questa tecnologia incarna la sostenibilità poiché fornisce una risorsa idrica affidabile indipendentemente dalle condizioni geografiche o meteorologiche del mondo”.
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