MIT cria esponja de grafite para esterilizar água com eficiência

Esponja solar do MIT
Pesquisadores do MIT desenvolveram uma esponja feita de grafite e espuma de carbono que flutua na água e converte eficientemente a energia solar em vapor. Esta simples descoberta poderia facilitar o acesso de populações remotas a água potável.

Os pesquisadores decidiram encontrar uma estrutura que pudesse absorver água com eficiência e gerar vapor na superfície da água. Após uma série de testes, Hadi Ghasemi, pós-doutorado no Departamento de Engenharia Mecânica do MIT, encontrou a resposta perfeita: uma esponja em forma de disco de duas camadas.

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A camada superior é feita de grafite, que foi colocada no micro-ondas por sete segundos para causar expansão e estouro, resultando em flocos. A camada inferior é uma espuma de carbono com bolsas de ar, permitindo manter a esponja flutuando enquanto atua como um isolante poroso.

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Quando a luz solar atinge a esponja, são criados pontos quentes na camada de grafite e a água é aspirada através da espuma de carbono. Quando gotas de água tocam o grafite, elas rapidamente se transformam em vapor.

“O vapor é importante para a dessalinização, sistemas de higiene e esterilização”, diz Ghasemi. “Especialmente em áreas remotas onde o sol é a única fonte de energia, se for possível gerar vapor com energia solar, seria muito útil.”

A esponja de baixo custo é capaz de converter 85% da energia solar recebida em vapor, o que é muito mais eficiente do que alternativas tradicionais, como o uso de campos de espelhos ou lentes para concentrar a luz solar usada para aquecer grandes volumes de líquido.

Mesmo com novas abordagens, como a mistura de água com nanopartículas que aquecem rapidamente à luz do sol, é necessária cerca de 1.000 vezes a energia solar encontrada num dia ensolarado médio para gerar vapor. A nova abordagem descoberta pelos pesquisadores do MIT é capaz de gerar vapor com cerca de 10 vezes a intensidade solar do um dia ensolarado médio com a ajuda de uma lente ou espelho barato, a concentração óptica mais baixa relatada para data.

Este novo processo tem seus problemas. Por um lado, os poros da camada de grafite ficam obstruídos com sal durante o processo de dessalinização. “Precisamos descobrir como lidar com isso” diz Gang Chen, professor do MIT que dirige o Departamento de Engenharia Mecânica.

Chen vê um futuro brilhante de aplicações para a esponja milagrosa, incluindo a geração de energia a vapor e a secagem de superfícies pós-inundação.

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