Sistema de desalinización produce agua potable y litio mediante energía solar

Rochester (Estados Unidos). Según las Naciones Unidas (ONU), alrededor de 2.200 millones de personas no tienen actualmente acceso seguro a agua potable. El cambio climático, que está provocando una fuerte caída de los niveles de agua subterránea, significa que el problema seguirá creciendo en las próximas décadas. Por eso, cada vez más países utilizan plantas desalinizadoras para convertir el agua de mar en agua potable. Sin embargo, estos sistemas sólo funcionan con un complejo pretratamiento y postratamiento del agua, requieren mucha energía y producen residuos de sal altamente concentrados que no pueden llegar al mar.

Investigadores de la Universidad de Rochester han desarrollado un nuevo proceso de desalinización que funciona sin aditivos químicos y no produce salmuera dañina para el medio ambiente. El innovador sistema se basa en paneles solares de metal negro procesados ​​con láseres de femtosegundo.

La superficie absorbe la luz solar incidente.

Los paneles solares tratados atraen fuertemente el agua. Esto crea una fina capa de agua sobre toda la superficie. Esta capa de agua se evapora mediante la luz solar incidente, que el material absorbe casi por completo. Las sales y minerales sobrantes de la destilación se dirigen al borde de los paneles solares para que no se obstruyan y puedan trabajar de forma continua.

Pruebas con agua de mar real

Según los científicos, el nuevo sistema de desalinización solar térmica funciona de manera similar a otros sistemas de desalinización que ya han sido probados en el laboratorio. Sin embargo, estos fueron probados con agua salada artificial, que sólo se compone de agua y cloruro de sodio. Cuando esta agua salada artificial se evapora, se forma cloruro de sodio cristalizado, que tiene una estructura granular y porosa y es permeable al agua. De este modo, los módulos con estos residuos se pueden limpiar fácilmente.

Sin embargo, el nuevo sistema de desalinización de la Universidad de Rochester se probó con agua de mar real, que contiene muchos otros minerales además del cloruro de sodio. Suelen formar una capa similar a los depósitos de cal de las teteras y no son permeables al agua. Por ello, los investigadores insertaron ranuras mínimas en el metal utilizando un láser de femtosegundo. Estas ranuras aseguran que las sales y minerales puedan disolverse de forma independiente y no formen incrustaciones. El sistema también puede funcionar con agua de mar sin necesidad de limpiarlo constantemente. Como explican los investigadores, esto se produce mediante el llamado efecto anillo de café.

"Si se deja gotear café sobre una superficie, el agua acabará por evaporarse y quedará un anillo de partículas de café concentradas en el borde exterior. Utilizamos exactamente este principio para transportar las sales a la zona pasiva".

Las pruebas con agua de mar real de los océanos Pacífico, Atlántico e Índico muestran que el sistema de desalinización se limpia solo. Por tanto, produce agua potable limpia y dirige los minerales restantes a las zonas exteriores de los módulos, donde no reducen el rendimiento.

Litio del agua de mar

La nueva planta de desalinización no sólo puede producir agua potable, sino también otras materias primas, incluido el litio, material necesario, entre otras cosas, para las baterías de iones de litio de los coches eléctricos. Para ello, los científicos introdujeron nanopartículas de titanato de hidrógeno en las estructuras de la superficie del metal. Estas nanopartículas pueden separar el litio de las sales y minerales restantes.

"La extracción de litio de la tierra ha demostrado consumir mucha energía y ser perjudicial para el medio ambiente, por lo que extraer litio directamente del agua salada podría convertirse en una ruta muy importante en el futuro".

Según los científicos, el sistema aún se encuentra en sus primeras etapas. Hasta ahora se han probado sistemas de demostración, pero su tecnología debería ser escalable.

Fuentes:

Comunicado de prensa de la Universidad de Rochester

Estudio en la revista especializada Light: Science & Applications, doi: 10.1038/s41377-026-02315-4

Estudio en la revista Journal of Materials Chemistry A, doi: 10.1039/D5TA08968A