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Material 2-D que utiliza luz solar para purificar el agua de forma rápida y segura

Universidad Tecnológica de Sidney
Más de 2 mil millones de personas en todo el mundo carecen de agua potable. Ahora, un nuevo material ofrece una forma eficiente y ecológica de purificar el agua utilizando solo la luz solar. Imagen: ScienceNews

Usando luz, un prototipo de material “verde” puede purificar suficiente agua potable diaria para cuatro personas en solo una hora. En las pruebas, con una eficiencia de desinfección de más del 99,9999% en 10 litros de agua en tan solo 30 minutos, informan los investigadores en la revista Chem.

Este nuevo material, una hoja 2-D de nitruro de carbono grafítico, es un fotocatalizador: libera electrones cuando se ilumina para crear químicos destructivos basados ​​en oxígeno que elimina los microbios. El diseño evita las fallas que tienes otras tecnologías similares.

Los fotocatalizadores más efectivos de hoy contienen metales que pueden filtrarse en el agua, y que son contaminantes tóxicos. Otros no metálicos, son como las nuevas hojas 2-D, pero menos eficientes porque retienen los electrones con más fuerza.

El científico Guoxiu Wang de la Universidad de Tecnología de Sydney y sus colegas crearon láminas ultrafinas de nitruro de carbono grafítico y agregaron grupos químicos, como ácidos y cetonas, que atraen electrones hacia los bordes de las láminas. Allí, los electrones saltan a los átomos de oxígeno en el agua para formar productos químicos de oxígeno que disuelven microbios, como el peróxido de hidrógeno.

Esquema de cómo funciona el fotocatalizador para desinfectar el agua, Dan Wang y sus colegas lograron una eficiencia récord.

El diseño destruyó el 99,9999% de las bacterias, incluida la Escherichia coli, en una muestra de agua de 50 mililitros. Eso es tan eficiente como el mejor catalizador. Mató a los microbios más rápido que a los mejores fotocatalizadores libres de metales, que tardan más de una hora en lograr lo que hizo el nuevo diseño en 30 minutos.

Nuestro motivo fue desarrollar una forma eficiente de utilizar la luz solar para purificar agua principalmente en regiones no desarrolladas o remotas que no cuentan con un suministro central de agua limpia“, dice Wang, señalando que la composición de carbono y nitrógeno debería hacer que el material sea económico.

El siguiente objetivo de los investigadores es trabajar con ingenieros para ampliar el diseño para uso comercial.

Fuente: ScienceNews

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