Tillgång till rent dricksvatten är en växande utmaning för många samhällen. Om vi kan hitta ett skalbart sätt att avsalta havsvatten skulle vattenbristen vara ett minne blott i många delar av världen. Det här är ingen enkel uppgift men det har gjorts stora framsteg inom området de senaste åren.

MOF, eller metal-organic framework, är ett material som är mycket lovande, visar bland annat en studie publicerad i Science Advances. Materialet kan filtrera föroreningar ur havsvatten och generera stora mängder sötvatten med mindre energi än andra avsaltningsmetoder.

MOF-material är extremt porösa och kan spridas för att täcka stora ytor. Faktum är att det är det material som har den största inre ytan av något känt material. Utvikt kan ett enda gram av materialet teoretiskt täcka en fotbollsplan. Det är denna komplicerade inre struktur som gör MOF perfekt för att fånga, lagra och släppa igenom molekyler. Ny forskning om materialet visar att det kan fungera som koldioxidutsläppsvampar och kemiska sensorer. Eftersom de fungerar så bra för att fånga små molekyler och partiklar är de också utmärkta för att rena vatten.

Klart på 30 minuter

Teamet som ligger bakom studien använde en MOF med namnet PSP-MIL-53 och fångade upp salt och föroreningar i bräckt vatten och havsvatten. Inom 30 minuter kunde materialet reducera den totala mängden upplösta fasta ämnen i saltvattnet från 2233 delar per miljon (ppm) till under 500 ppm. Det här är långt under de 600 ppm som Världshälsoorganisationen WHO rekommenderar för säkert dricksvatten.

MOF kunde producera så mycket som 139,5 liter sötvatten per kilo material varje dag och kan snabbt och enkelt rengöras för återanvändning genom att placera det i solljus.

Andra avsaltningstekniker som termisk avsaltning och omvänd osmos har nackdelar som hög energiförbrukning eller tung kemisk användning.

För närvarande är omvända osmosmembran den vanligaste tekniken för vattenfiltrering och de fungerar enligt en ganska enkel princip. Membranets porer är tillräckligt stora för att vattenmolekyler ska kunna passera men för små för de flesta föroreningar. Problemet är att dessa system kräver att vatten pumpas genom relativt högt tryck för att fungera. Det krävs alltså mycket energi.

Både rent dricksvatten och litium

Forskarna tror att deras MOF-metod är den mest effektiva metoden hittills i fråga om tid, kostnad och energiåtgång. Möjligheten att skapa dricksvatten från saltvatten med bara ett återanvändbart material och solljus kan vara revolutionerande för att tillgodose framtidens behov av dricksvatten.

Men rent dricksvatten är faktiskt inte den enda slutprodukten av MOF-membranet. Litium är mycket efterfrågat på grund av litiumjonbatterierna som driver allt från smartphones till elbilar. Dessa joner lämnas kvar i den svampiga strukturen, redo att tas till vara.

Så det är inte bara dricksvatten MOF-materialet kan lösa. Kanske kan det också förse oss med material till framtidens batterier.