Aerogel de grafeno converte a luz solar em calor para produzir vapor d’água na temperatura ambiente
Um filme de grafeno que coleta luz solar pode produzir vapor d’água sem ferver a água. O material, que foi feito por cientistas chineses, pode converter água do mar ou efluentes em água potável em locais aonde o acesso a combustíveis ou eletricidade é limitado.
Dessalinizar a água do mar para torna-la potável geralmente significa fervê-la, e então coletar e condensar o vapor. Aquecer a água até o ponto de ebulição, porém, requer uma grande quantidade de energia, seja na forma de combustível ou eletricidade. Existem destiladores solares que dessalinizam a água usando somente a luz solar, mas, são lentos e nem sempre eficientes o bastante para para fornecer água potável suficiente para atender a necessidade diária de uma pessoa.
Xianbao Wang e colegas da Universidade Hubei fizeram um filme de aerogel de grafeno capaz de produzir vapor d’água na temperatura ambiente usando apenas a luz solar. O aerogel flutua na superfície, onde aquece somente uma pequena seção da coluna de água, “enquanto a temperatura do volume de água está bem abaixo do ponto de ebulição”, explica Wang.
Sob luz solar simulada, o aerogel pôde aquecer 100 ml de água até 45°C, ou 13°C a mais do que a água sem o aerogel. A estrutura porosa do material bombeia o vapor gerado para longe da superfície, permitindo que a água evapore 13 vezes mais rápido do que sem o aerogel.
Os pesquisadores testaram como a adição de diferentes materiais afeta o aquecimento da água com luz solar simulada, incluindo: óxido de grafeno reduzido (rGO), óxido de grafeno (GO), membrana de aerogel de óxido de grafeno (GOAM) e o aerogel de grafeno (GA), que foi o melhor de todos.
Simplicidade e eficiência
Enquanto outros materiais geradores de vapor são baseados em matérias primas caras tais como ouro, a base para o aerogel de Wang é grafite em pó, um recurso barato e abundante.
“No contexto da geração de vapor solar, esse trabalho fez uma grande contribuição para a fabricação de um eficiente absorvedor de luz solar com um método simples, e que é expansível”, comenta Satoshi Ishii, um pesquisador de nanoengenharia fotônica no Instituto Nacional para Ciência dos Materiais no Japão.
Gerar vapor solar com o aerogel de grafeno pode ser mais eficiente do que usando a eletricidade de células fotovoltaicas.
“As eficiências das células fotovoltaicas comerciais são de 10 a 20%, de tal modo que as eficiências de gerar vapor usando células fotovoltaicas não podem exceder 20%”, explica Ishii.
O grafeno flutuante de Wang tem uma eficiência de 54%, alcançando até 83% sob luz solar concentrada.
Contudo, caso se queira utilizar o material em um dispositivo de dessalinização, a equipe de Wang precisará melhorar a sua resiliência, ele quebra com facilidade quando é apanhado.
“Eu não vejo dificuldades fundamentais para trazer a tecnologia para aplicações da vida real, embora muitos estudos de viabilidade devam ser feitos”, acrescenta Ishii.
Para se informar melhor: Accessible Graphene Aerogel for Efficiently Harvesting Solar Energy
Fonte: Chemistry World, adaptado por Portal Tratamento de Água – www.tratamentodeagua.com.br
