Tejido impulsado por evaporación para la coproducción sinérgica de agua, electricidad y litio

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Recogida de energía
• Ingeniería ambiental

Sus antecedentes:

• La evaporación del agua es un proceso natural con potencial de recuperación de energía y recursos.
• Las propiedades de los materiales a medida son cruciales para las interacciones eficientes entre el agua y los materiales.
• Los métodos existentes para la coproducción de agua, electricidad y litio son limitados.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y demostrar una tela impulsada por evaporación (e-fabric) para la coproducción de electricidad y litio a partir de salmuera.
• Optimizar las capas funcionales para mejorar el rendimiento en la utilización de agua, electricidad y litio.
• Para desacoplar la adsorción de la generación de energía para evitar la degradación del rendimiento.

Principales métodos:

• Fabricación de un e-tejido multicapa con capas de negro de carbono, Al2O3 y titanato de litio protonado (HTO).
• Caracterización de la potencia hidrovoltaica bajo irradiación solar.
• Medición de la velocidad de evaporación y de las propiedades de aislamiento térmico.
• Evaluación de la capacidad de adsorción y la eficiencia de recuperación de Li+.

Principales resultados:

• El e-fabric generó una salida hidrovoltaica sostenida con una densidad de corriente de ≈7.7 μA cm-2.
• Se logró una velocidad de evaporación de 1,42 kg m−2 h−1 con una disipación térmica reducida.
• La capa HTO demostró una capacidad de adsorción de Li+ de 40,87 mg m-2 con una eficiencia de recuperación del 93,2% durante 8 ciclos.
• El funcionamiento desacoplado evitó problemas de acumulación de iones.

Conclusiones:

• El e-fabric desarrollado ofrece un enfoque prometedor para la coproducción simultánea de agua, electricidad y litio a partir de salmuera.
• El diseño multicapa optimizado mejora la eficiencia y la sostenibilidad.
• Esta tecnología tiene aplicaciones potenciales en la recuperación de recursos y la generación de energía sostenible.