“Il nostro aerogel consente la desalinizzazione a piena capacità a qualsiasi dimensione, offrendo una soluzione semplice e scalabile per produrre acqua pulita senza energia esterna,” spiega Xi Shen.

Dati chiave e risultati sperimentali
Il sistema ha prodotto circa 3 cucchiai di acqua potabile in 6 ore di luce solare naturale durante un test all’aperto.

La struttura stampata in 3D mantiene la stessa efficienza di evaporazione sia su piccoli che su grandi formati. Il materiale è composto da nanotubi di carbonio e nanofibre di cellulosa, garantendo resistenza, leggerezza e proprietà fototermiche ottimali.

Questa soluzione supera i limiti degli idrogel, che sono più morbidi e meno stabili, e degli aerogel tradizionali, la cui efficienza cala con l’aumentare della superficie. La tecnica di additive freeze-printing consente inoltre di personalizzare la geometria dei pori e lo spessore degli strati per adattarsi a diversi scenari climatici.

Passato e futuro di questa nuova tecnologia

La ricerca sugli aerogel per la desalinizzazione solare è in rapida crescita. Sun J. et al. (2023) hanno recensito i progressi degli aerogel per la produzione di acqua da salamoia e umidità atmosferica, evidenziando come la struttura porosa sia cruciale per massimizzare la resa. Li J. et al. (2024) hanno presentato un evaporatore a base di aerogel di cellulosa ispirato alla natura, dimostrando alte prestazioni in condizioni reali. Zhang Y., Kim D., et al. (2024) hanno testato aerogel a base di carbonio fototermico derivato da biomassa, ottenendo efficienze di evaporazione superiori rispetto agli evaporatori convenzionali.

In passato, alcuni scienziati avevano ipotizzato che la scalabilità degli aerogel fosse un limite insormontabile a causa del calo di efficienza su grandi superfici. Tuttavia, l’approccio di Shen e colleghi dimostra che, grazie a una progettazione intelligente dei pori e all’uso di materiali avanzati, è possibile mantenere alte prestazioni anche su scala maggiore.

Applicabilità in prospettiva

Questa tecnologia rappresenta una svolta per la desalinizzazione off-grid, ideale per comunità costiere, isole e aree remote prive di infrastrutture energetiche. L’uso esclusivo dell’energia solare e di materiali facilmente reperibili rende il sistema sostenibile e potenzialmente a basso costo. In futuro, il team prevede di ottimizzare ulteriormente la resa integrando rivestimenti fototermici e superfici di condensazione passiva, oltre a personalizzare il design per diverse condizioni climatiche.

L’innovazione si inserisce perfettamente negli obiettivi globali di sostenibilità, offrendo una soluzione concreta a una delle crisi ambientali più pressanti: l’accesso all’acqua potabile.