Una membrana de desalinización hecha de grafeno
Año Honorado
2015
Región
Europa
Procedente de
Francia
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«1,200 millones de personas viven en áreas donde el agua es un recurso escaso, según un informe de la ONU de 2007. Las zonas más afectadas son también algunas de las más pobres. Una quinta parte de la población mundial ve su desarrollo estrangulado por las sequías, y el calentamiento global solo empeorará la situación.
David Cohen-Tanugi, estudiante de doctorado en el Departamento de Ingeniería y Ciencia de Materiales del Instituto Tecnológico de Massachusetts – MIT (EE.UU.), era bien consciente de esto cuando comenzó a contemplar cómo la nanotecnología podría ayudar a mejorar la calidad del agua en el siglo XXI. Cinco años después tiene una respuesta: una membrana nanoporosa de grafeno capaz de desalinar agua de manera más eficiente y con un consumo de energía mucho menor que los métodos actuales basados en polímeros.
El grafeno es una conformación laminar de carbono, de un solo átomo de grosor. A través de tratamientos especiales, se pueden generar poros de tamaño controlado en esta capa uniforme, de modo que la lámina se vuelve permeable a partículas más pequeñas que cierto tamaño, evitando el paso de las más grandes. Cohen-Tanugi demostró computacionalmente en 2012 que el grafeno nanoporoso creado de esta manera podía dejar pasar las moléculas de agua pero filtrar los iones de sal presentes en ella.
Las membranas de grafeno son 1,000 veces más finas que los filtros de poliamida utilizados para desalinizar el agua. Sin embargo, resisten las altas presiones necesarias para el proceso de ósmosis inversa utilizado en las plantas de desalinización.
Durante sus estudios de Licenciatura en Física en la Universidad de Princeton (EE.UU.), Cohen-Tanugi pasó un verano trabajando con una organización medioambiental en un programa de cooperación para proyectos de desarrollo de energía sostenible en China. Tras completar sus estudios, trabajó con ellos en Washington (EE.UU.) durante un año. De estas experiencias se motivó para ir al MIT con la intención de “hacer una contribución a la energía limpia basada en nuevas tecnologías”.
El consumo de energía representa aproximadamente el 40% del costo económico del proceso de desalinización. Según los cálculos de este joven investigador, las membranas nanoporosas de grafeno reducirán la factura eléctrica de las plantas de desalinización en un 15% para las que utilizan agua de mar, y hasta un 45% para las que usan agua salobre.
“Nunca es posible saber exactamente qué tan rápido se puede implementar una nueva tecnología, pero estoy francamente asombrado de lo rápido que progresa este campo”, dice Cohen-Tanugi. En marzo de este año, un laboratorio independiente produjo una lámina con estas características y demostró su permeabilidad. “Ahora necesitamos producirla a gran escala”, dice el investigador.
Florence Lambert, directora del Laboratorio para la Innovación en Nuevas Tecnologías Energéticas y Nanomateriales de la Comisión Francesa de Energías Alternativas y Energía Atómica y juez de los premios MIT Technology Review Innovators under 35 de Francia, destaca tanto la alta innovación del nanomaterial ideado por Cohen-Tanugi como la importancia del problema que el innovador intenta resolver.
Sin embargo, el desarrollo de esta tecnología está fuera de su área de especialización. Por lo tanto, mientras la comunidad científica continúa haciendo del grafeno nanoporoso una realidad, él tomará otro camino: centrarse en reducir la energía consumida ajustando la temperatura ambiente a las preferencias de los ocupantes. Para ello, su start-up ha desarrollado Wristify, un dispositivo en forma de pulsera que transmite a su portador una sensación de calor o frescura, mejorando el confort sin tener que modificar la temperatura de la habitación.»
