Investigadores de Sandia National Laboratories han desarrollado una novedosa membrana con una estructura inspirada en una proteína de algas para electrodiálisis.

La novedosa membrana puede ser  utilizada en el suministro de agua dulce para la agricultura y la producción de energía.

El grupo de investigación compartió recientemente el artículo en la revista científica Soft Matter.

El proceso de electrodiálisis utiliza energía eléctrica para eliminar las sales disueltas del agua.

 

Actualmente es utilizado en la captura de sal presente en el agua de mar para producir sal de mesa y también en la eliminación de la sal presente en el agua salobre para producir agua dulce.

 

Los científicos descubrieron que al agregar un aminoácido común, llamado fenilalanina, a una membrana de electrodiálisis propició la captura y eliminación aún más efectiva de los iones positivos, como el sodio.

Susan Rempe, bioingeniera del proyecto, mencionó:

“La adición de fenilalanina a la membrana de electrodiálisis aumentó la selectividad de iones positivos en una cantidad significativa, para nuestra sorpresa.
Asegurar un suministro adecuado de agua dulce es un tema de seguridad nacional.
El agua dulce es esencial para todo, desde beber y cultivar hasta producir energía a partir de centrales nucleares, carbón y gas natural”.

El método llamado ósmosis inversa es utilizado actualmente en la eliminación de la sal del agua de mar salobre para producir agua dulce, pero tiene varias limitaciones. Una limitación es la necesidad de alta presión para expulsar el agua dulce de una solución cada vez más salada.

Rempe subraya:

“ La fuerza impulsora de la alta presión es costosa y hace que la membrana se obstruya fácilmente con material no disuelto en el agua”.

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Cuanto más concentrada sea la solución salina, mayor será el problema. Como resultado, son pocas las opciones existentes para limpiar las aguas residuales saladas. El agua producida mediante fracturación hidráulica en la recuperación de gas natural, y que además puede ser 10 veces más salado que el agua de mar, suele enterrarse bajo tierra en lugar de devolverse al medio ambiente.

Rempe agrega:“La electrodiálisis es un método potencialmente mejor que la ósmosis inversa debido a que utiliza corriente eléctrica en la extracción de los iones de sal, dejando atrás agua dulce.

Esto requiere menos energía y hace que la membrana sea menos propensa a obstruirse. La electrodiálisis requiere un par de membranas para producir agua dulce: una que captura iones cargados positivamente (sodio), y otra que captura iones cargados negativamente (cloruro)”.

Aunque es similar al proceso de ósmosis inversa, la electrodiálisis ha mostrado ser más eficaz, ya que utiliza corriente eléctrica para extraer iones.

Rempe finaliza:

“El objetivo es el diseño de una membrana de electrodiálisis que posea la capacidad de separar iones específicos de valor económico, como por ejemplo los iones de metales de tierras raras.

Los metales de tierras raras se suelen ser utilizados en convertidores catalíticos para automóviles, imanes potentes, baterías recargables y teléfonos móviles, y se extraen principalmente en China”.

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