Nuevo material nanoestructurado que permite mejorar la eficiencia del proceso de desalinización

Investigadores de IMDEA Energía e IMDEA Materiales han desarrollado una nueva tecnología de electrodos nanoestructurados capaz de desalinizar agua con un bajo consumo de energía, en determinadas condiciones claramente inferior al consumo requerido utilizando métodos convencionales, tales como la ósmosis inversa.

La tecnología se basa en retirar los iones que componen la sal en el agua, aplicando un voltaje entre dos electrodos. En un primer paso los iones se acumulan en los electrodos hasta que se saturan. Posteriormente se devuelven a una disolución de regeneración de los electrodos. La clave del proceso es que al realizar esta regeneración se extrae electricidad del proceso, que por lo tanto se puede reutilizar para un siguiente ciclo de desalinización. El proceso, en desarrollo desde hace unos años, se conoce como Desionización Capacitiva.

El logro de los grupos de investigación de IMDEA Materiales e IMDEA Energía consistió en crear un tejido nanoestructurado altamente conductor y resistente a la corrosión, al combinar materiales nanotubos de carbono y cerámicos. Como se describe en su reciente publicación en la revista científica Journal of Materials Chemistry  A, esto llevó a una eficiencia energética superior al 86% lo que permitió reducir de forma extraordinaria el consumo de energía. Adicionalmente, el trabajo de los investigadores mostró que estos electrodos no requieren el uso de colectores de corriente metálicos y resistentes a la corrosión salina como el titanio o los aceros especiales que además suelen ser rígidos, lo cual disminuye sustancialmente su coste y abre la puerta para el desarrollo de sistemas con formas complejas, algo que hasta ahora no se había planteado. La tecnología base fue patentada por los equipos de investigación.

Los investigadores de ambas entidades continúan trabajando en el desarrollo de esta tecnología, particularmente en su uso para extracción de sustancias tóxicas del agua, entre otras aplicaciones.   

Figura 1. Imágenes de microscopía electrónica de alta resolución de los nanomateriales empleados.

Figura 2. Recubrimiento de los nanotubos de carbono con materiales cerámicos (izquierda). Aspecto de los electrodos conformados (derecha)

Figura 3. Dispositivo experimental empleado en la prueba de concepto. Detalle de la celda de flujo de desionización capacitiva.