Materiál MOF na snímku SEM mikroskopu. Kredit: CSIRO.

Pitná voda je jedním ze zásadních zdrojů pro lidskou civilizaci. Navzdory neustávajícímu pokroku je ale stále na mnoha místech světa pitné vody nedostatek. Přitom žijeme na kontinentech a ostrovech, které jsou ze všech stran obklopené spoustou slané vody. Problém je ale s tím, jak z mořské vody dostat pryč většinu rozpuštěných látek.

Velmi slibné jsou v tomto ohledu podivuhodné koordinační polymery kovové organické kostry, známé jako MOF (podle anglického Metal-Organic Framework). Jsou totiž extrémně porézní a mají tím pádem fascinující velikost povrchu. S takovým materiálem je možné dělat nevídané věci, jako je například rychlé a velmi efektivní čištění mořské vody na vodu pitnou.

Huanting Wang. Kredit: Monash University.

Huanting Wang z australské Monash University a jeho kolegové vyvinuli nový typ MOFu, který dostal označení PSP-MIL-53. Když se tenhle MOF dostane do slané či brakické vody, tak selektivně vychytává ionty a váže je na svém povrchu. Během 30 minut dokázal MOF PSP-MIL-53 snížit množství rozpuštěných pevných látek ve vodě (TDS, total dissolved solids) z 2 233 ppm (parts per million) pod 500 ppm. Světová zdravotnická organizace WHO přitom doporučuje jako limit pro bezpečnou pitnou vodu 600 ppm.

Monash University, logo.

S touto technologií je možné získat téměř 140 litrů pitné vody na 1 kilogram MOFu za 1 den. Jakmile je MOF plný navázaných iontů, tak ho je možné rychle a snadno zregenerovat pro opakované použití. Stačí MOF PSP-MIL-53 umístit na místo ozářené Sluncem a během 4 minut jsou polapené ionty pryč. Výsledky experimentů ukazují, že nový MOF funguje rychleji než jiné technologie tohoto typu a že vyžaduje ke svému provozu mnohem méně energie.

Jak uvádí Wang, procesy založené na termálním odsolování mořské vody jsou náročné na energii, zatímco další technologie, jako je například reverzní osmóza, doprovází celá řada problémů, včetně velké spotřeby energie a nutnost používání chemikálií pro čištění membrán. Použití MOFu PSP-MIL-53, k jehož regeneraci postačí sluneční záření, podle Wanga představuje řešení, které je energeticky velmi úsporné a zároveň vstřícné vůči životnímu prostředí.

Literatura

Monash University 10. 8. 2020.

Nature Sustainability online 10. 8. 2020.