Un nuevo tipo de material promete obtener agua dulce del aire, limpiar gases tóxicos o producir combustibles
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Se hacen eco en Science de los avances realizados en la obtención de agua a partir de la humedad ambiental usando compuestos MOF.
Uno de los expertos sobre el tema es Omar Yagh (University of California, Berkeley), de origen jordano, que hace unos días informó en un congreso sobre los avances de usar energía solar para obtener agua, una idea que podría ser de gran ayuda para países en los que hay necesidades de agua.
El sistema se basa en el uso de un material cristalino poroso organo-metálico o MOF (metal-organic framework). Este tipo de material extrae la humedad del aire y lo libera en forma de agua líquida. Realiza esta tarea incluso en clima desértico.
Yaghi y sus colaboradores sintetizaron el primer MOF en 1995 y desde entonces han creado miles de variedades. Ajustando el tamaño de loa poros estos investigadores pueden capturar moléculas en concreto, como dióxido de carbono o vapor de agua.
Al principio este tipo de materiales eran caros y se degradan rápido, pero se ha avanzado mucho desde entonces. Para la captura de agua empezaron en 2014 con un MOF (metal-organic framework) basado en circonio. Pero a 150 dólares el kilo no era una opción barata para ciertos países. Otro de ellos conseguido más tarde, MOF-303, que está basado en aluminio, puede capturar moléculas de agua muy eficientemente y hace pensar a estos investigadores que puede ser una solución para regiones en las que se necesite agua.
En un principio dispusieron este MOF en un contenedor y lo exponía al aire de la noche y luego al sol para que liberase agua. Con este dispositivo consiguieron 0,2 litros de agua por kilogramo de MOF al día.
El pasado 27 de agosto expusieron sus últimos avances en el congreso de la American Chemical Society. En un nuevo dispositivo basado en MOF-303 logran realizar docenas de ciclos al día gracias a unos paneles solares, un ventilador y un calentador. Con ello logran obtener 1,3 litros de agua al día en el desierto por kilo de MOF.
Yaghi espera mejorar el sistema hasta conseguir 8 o 10 litros por kilo. La compañía que ha fundado espera sacar al mercado una máquina del tamaño de un microondas capa de proporcionar 8 litros al día. Una versión mayor podría producir 22500 litros, lo que sería un buen sistema para proveer de agua a un pueblo pequeño.
Otras aplicaciones que se están investigando es el uso de MOF para destoxificar armas químicas. En este caso Omar Farha (Northwestern University, Evanston) y sus colaboradores han creado un MOF que está basado en lantano. Bajo la luz del sol y el oxígeno del aire puede descomponer moléculas de la familia del gas mostaza en los experimentos realizados. Joseph Hupp, de la misma universidad, dice haber conseguido otros MOF de circonio, hafnio o cerio que hacen lo mismo con el gas sarín. Dice que se podría usar este material para recubrir máscaras antigas y uniformes podría servir para proteger a los soldados.
En el pasado Farha y sus colaboradores ya informaron que habían encapsulado ciertas enzimas en los poros de un MOF y consiguieron transformar dióxido de carbono en ácido fórmico, un compuesto útil que se usa en la industria.
Otro equipo en el que participa Thomas Rayder (Boston College) consigue transformar dióxido de carbono en metanol con un MOF de circonio, lo que es una buena forma de obtener combustible. El sistema permite obtener este combustible a una temperatura y presión mucho mejores que las que se utilizan en la industria habitualmente.
El tiempo dirá si estos materiales se extienden finalmente o si se queda en promesas, como con el grafeno o nanomateriales en el pasado.
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Fuentes y referencias:
Noticia en Science. [2]
Foto: Mathieu Prévot .