L’acqua del mare è un mix di utili minerali ma è difficile separare sostanze specifiche. Un team di ricercatori dall’Australia e dagli USA ha sviluppato una nuova tecnica di desalinizzazione che impiega membrane di MOF al fine di rendere l’acqua del mare potabile per il consumo umano e, al contempo, recuperare gli ioni di litio per utilizzarli nella produzione di batterie.
Membrane MOF a elevata porosità
La chiave del processo sono le strutture MOF: acronimo di Metal-Organic Frameworks; si tratta di materiali composti da ioni metallici tenuti insieme da ponti organici, tali materiali vantano la più ampia superficie interna di qualsiasi materiale conosciuto: basti pensare che un singolo grammo del materiale potrebbe teoricamente coprire un campo da calcio, ed è questa struttura interna intricata che rende i MOF perfetti per catturare, immagazzinare e rilasciare molecole. Recenti ricerche hanno permesso ai MOF di funzionare come spugne per ridurre le emissione di carbonio, sensori chimici ad alta precisione e filtri per l’acqua.
I vantaggi dell’osmosi inversa senza consumo energetico
La principale tecnica di filtrazione dell’acqua del mare attualmente impiega le membrane a osmosi inversa; si tratta di membrane costituite da pori abbastanza grandi da permettere il passaggio delle molecole d’acqua ma abbastanza piccoli da trattenere le molecole di sostanze inquinanti. Per il corretto funzionamento tuttavia è necessario che l’acqua venga pompata attraverso la membrana a elevate pressioni facendo così di tale tecnica un processo piuttosto oneroso dal punto di vista energetico.
Le membrane MOF, in virtù della loro struttura, sono in grado di assolvere il medesimo compito senza la necessità di una differenza artificiale di pressione pertanto il processo risulta meno dispendioso dal punto di vista energetico. Il vantaggio è duplice in quanto le membrane MOF permettono non solo di rimuovere i sali dall’acqua ma anche di separare gli ioni metallici in modo efficiente ed economico. Une delle possibili applicazioni e anche l’estrazione degli ioni di litio, utili nella produzione delle moderne batterie.
Una possibile applicazione in Texas
Benny Freeman, uno dei fautori della ricerca, afferma di aver già identificato un luogo nel quale applicare con successo il dispositivo studiato. Si tratta delle acque prodotte dai giacimenti di gas di scisto in Texas; tali acque sono infatti ricche di ioni di litio e, tramite il potenziale delle barriere MOF sarebbe così possibile trasformare questo flusso di rifiuti in un’importante opportunità per recuperare risorse utili per altri processi industriali.