es.wedoany.com Noticia: Un equipo de investigación de la Universidad de Tecnología de Harbin (Shenzhen) (Harbin Institute of Technology (Shenzhen)) publicó los últimos resultados de su investigación en la revista Biochar, desarrollando un evaporador solar híbrido que utiliza biocarbón de tallo de sorgo incorporado en un hidrogel polianfotérico para lograr una conversión eficiente de vapor solar, optimizando al mismo tiempo la transmisión de agua y reduciendo la pérdida de calor.
La escasez de agua dulce es uno de los principales desafíos para el desarrollo sostenible. Las tecnologías tradicionales de desalinización suelen requerir un alto consumo de energía y costosas infraestructuras. La tecnología de evaporación solar interfacial ha atraído la atención por su uso directo de la energía solar limpia para el tratamiento del agua, pero los materiales deben poseer múltiples funciones como absorción de luz, gestión térmica y transmisión de agua. Los investigadores prepararon biocarbón a partir de tallos de sorgo mediante pirólisis, lavado con ácido, molienda en bolas y tamizado, y lo incrustaron en una red de hidrogel para formar un hidrogel híbrido blando y poroso. Este material presenta una absorción de luz superior al 95% en un amplio rango del espectro solar, y la absorción del biocarbón en el rango de luz visible supera el 98%.
Bajo condiciones de irradiación solar de una intensidad solar, la temperatura superficial del hidrogel híbrido alcanzó los 41,1 °C, mientras que la temperatura del agua subyacente solo subió a 29,3 °C, lo que indica que el calor se concentra en la superficie de evaporación, reduciendo la pérdida de calor hacia el agua circundante. La tasa de evaporación de este material alcanzó los 3,57 kg m⁻² h⁻¹, aproximadamente 1,87 veces la del hidrogel sin biocarbón. El estudio también encontró que grupos funcionales como hidroxilo, amino, carboxilo y carbonilo en la superficie del biocarbón interactúan con las moléculas de agua y la red de hidrogel, alterando la estructura de los enlaces de hidrógeno del agua y aumentando la proporción de "agua intermedia" que requiere menos energía para evaporarse, reduciendo la entalpía de evaporación equivalente a 877,79 J g⁻¹. En entornos salinos, el contenido de agua de saturación del hidrogel híbrido alcanzó el 520%, lo que ayuda a mantener el suministro de agua necesario para la evaporación continua.
El Dr. Wenzong Liu, autor de correspondencia, indicó que el biocarbón no solo actúa como absorbedor solar, sino que también regula la estructura porosa del hidrogel y el estado de las moléculas de agua. Esta doble vía es clave para la mejora significativa del rendimiento de evaporación. El estudio demuestra el potencial de utilizar materiales derivados de biomasa de bajo costo para diseñar evaporadores solares de próxima generación. Al combinar la mejora fototérmica, el control de la pérdida de calor, la transmisión de agua y la activación de moléculas de agua, se espera que en el futuro se pueda aplicar en tecnologías de desalinización y purificación de agua, especialmente en entornos salinos o con recursos limitados.
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