La escasez de agua dulce se está convirtiendo en uno de los retos mundiales más críticos debido a la grave contaminación del agua causada por los microcontaminantes y los compuestos orgánicos volátiles (COV). Sin embargo, la tecnología actual de purificación del agua presenta una adsorción lenta de los microcontaminantes y requiere un proceso de eliminación de COV del agua que consume mucha energía.
Ahora, investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología Daegu Gyeongbuk (DGIST) de Corea del Sur han desarrollado con éxito un «material polimérico poroso atípico» que puede eliminar por completo los contaminantes orgánicos fenólicos del agua a velocidades ultraelevadas. El nuevo material poroso puede eliminar eficazmente no sólo microplásticos en el agua, sino también COV de tamaño muy pequeño gracias al efecto fototérmico.
Los investigadores consiguieron sintetizar un polímero muy poroso con un excelente rendimiento de adsorción y propiedades fototérmicas mediante la reacción con un precursor barato y eficaz.
El equipo también experimentó con una reacción de oxidación adicional en el polímero y, basándose en los resultados, se introdujo un grupo funcional hidrófilo para permitir una rápida adsorción de microcontaminantes en el medio acuático.
Mediante experimentos, también se confirmó que el polímero desarrollado por el equipo de investigación no requiere una elevada energía térmica para su reciclado y puede utilizarse varias veces sin pérdida de rendimiento. Los investigadores fabricaron una membrana de tratamiento de agua capaz de evaporar agua utilizando la energía solar como fuerza motriz gracias a la capacidad del polímero desarrollado para absorber ampliamente la luz y convertir la luz absorbida en calor.
Como resultado, se confirmó que la membrana de tratamiento de agua recubierta con el polímero oxidado podía purificar los contaminantes fenólicos a través de la luz solar. El filtro de agua resultante ha mostrado una rápida eficacia de eliminación de microcontaminantes -según los informes, más del 99,9% de los contaminantes se eliminaron en 10 segundos- y puede regenerarse varias veces sin pérdida de rendimiento.
Además, la fabricación de membranas compuestas fototérmicas con el nuevo material presenta un elevado índice de rechazo de COV (hasta el 98%) con una irradiación solar. Un prototipo de sistema de depuración sinérgico compuesto por adsorción y membrana solar puede eliminar eficazmente más del 99,9% de los derivados mixtos del fenol.
La tecnología que hemos desarrollado aquí es una tecnología de purificación de agua sin parangón, con la mayor eficacia de purificación del mundo, que elimina más del 99,9% de los microplásticos fenólicos y los contaminantes COV del agua a velocidades ultrarrápidas. Esperamos que sea una tecnología universal de gran eficiencia económica que pueda purificar el agua contaminada y suministrar agua potable incluso en zonas sin suministro eléctrico.
Park Chi-Young, profesor del Departamento de Ciencia e Ingeniería Energética del DGIST.
Vía www.dgist.ac.kr
