De acordo com pt.wedoany.com-A equipe de pesquisa da Universidade de Tecnologia de Harbin (Shenzhen) (Harbin Institute of Technology (Shenzhen)) publicou os resultados mais recentes no periódico Biochar, desenvolvendo um evaporador solar híbrido que utiliza biocarvão de colmo de sorgo incorporado em hidrogel polianfotérico, alcançando uma conversão eficiente de vapor solar, otimizando a transferência de água e reduzindo a perda de calor.

A escassez de água doce é um dos principais desafios para o desenvolvimento sustentável. As tecnologias tradicionais de dessalinização geralmente exigem alto consumo de energia e infraestrutura cara. A tecnologia de evaporação por interface solar tem atraído atenção por utilizar diretamente a energia solar limpa para o tratamento de água, mas os materiais precisam possuir múltiplas funções, como absorção de luz, gestão térmica e transporte de água. Os pesquisadores prepararam biocarvão a partir de colmo de sorgo por meio de pirólise, lavagem ácida, moagem em moinho de bolas e peneiramento, e o incorporaram em uma rede de hidrogel, formando um hidrogel híbrido macio e poroso. O material apresenta absorção de luz superior a 95% em uma ampla faixa do espectro solar, e a absorção do biocarvão na faixa da luz visível ultrapassa 98%.

Sob condições de irradiação solar de um sol, a temperatura da superfície do hidrogel híbrido atinge 41,1°C, enquanto a temperatura da água abaixo sobe apenas para 29,3°C, indicando que o calor se concentra na superfície de evaporação, reduzindo a perda de calor para o corpo d'água circundante. A taxa de evaporação do material atinge 3,57 kg m⁻² h⁻¹, cerca de 1,87 vezes a do hidrogel sem biocarvão. O estudo também descobriu que grupos como hidroxila, amino, carboxila e carbonila na superfície do biocarvão interagem com as moléculas de água e a rede de hidrogel, alterando a estrutura das ligações de hidrogênio da água, aumentando a proporção de "água intermediária" que requer menos energia para evaporar, reduzindo a entalpia equivalente de evaporação para 877,79 J g⁻¹. Em ambientes salinos, o teor de água saturada do hidrogel híbrido atinge 520%, ajudando a manter o fornecimento de água necessário para a evaporação contínua.

O autor correspondente, Dr. Wenzong Liu, afirmou que o biocarvão não é apenas um absorvedor solar, mas também regula a estrutura porosa do hidrogel e o estado das moléculas de água. Essa dupla via é a chave para o aumento significativo do desempenho de evaporação. O estudo demonstra o potencial do uso de materiais derivados de biomassa de baixo custo para projetar evaporadores solares de próxima geração. Ao combinar aprimoramento fototérmico, controle de perda de calor, transporte de água e ativação de moléculas de água, espera-se que a tecnologia seja aplicada na dessalinização e purificação de água no futuro, especialmente em ambientes salinos ou com recursos limitados.