Universidade de Kiel desenvolve material que extrai água potável do ar em baixa umidade

Químicos da Universidade de Kiel, na Alemanha, desenvolveram um material poroso capaz de extrair água potável do ar, mesmo em cenários de baixa umidade. O composto, denominado CAU-10-H, foi projetado para enfrentar a escassez hídrica em regiões como o Mediterrâneo, onde o aumento das temperaturas e a redução das chuvas têm prolongado os períodos de seca no norte da África e no sul da Europa.

Tecnologia de captura molecular

O CAU-10-H integra a família das estruturas metal-orgânicas (MOF), compostos caracterizados por poros microscópicos que funcionam como esponjas moleculares. Enquanto a maioria dos absorventes de umidade exige ar relativamente úmido, este material inicia a captura de moléculas de água à temperatura ambiente quando a umidade relativa está abaixo de 18%.

Em condições de ar seco, o composto absorve 0,17 gramas de água por grama de material. Na prática, essa eficiência permite a projeção de 1,8 litros de água por dia para cada quilograma do composto, tornando-o viável para a produção de água potável em zonas áridas.

Processo de extração e eficiência energética

A liberação da água capturada ocorre através do aquecimento do material a aproximadamente 70°C. Esse processo dispensa o uso de eletricidade onerosa, podendo ser alimentado por calor solar ou calor residual industrial.

Para otimizar a operação, a equipe de pesquisadores integrou o material a estruturas de carbono condutor, o que acelerou o ciclo de funcionamento para apenas algumas horas. O estudo, conduzido por Norbert Stock e Lasse Wegner, foi detalhado em artigos publicados nas revistas Journal of Materials Chemistry A e Industrial & Engineering Chemistry Research.

Versatilidade e aplicações industriais

Além da extração de água, o CAU-10-H apresenta aplicação como refrigerante. Em sistemas de refrigeração por adsorção, o material triplica o desempenho da sílica gel, o padrão de desecante utilizado há décadas. Essa característica permite resfriar ambientes utilizando calor residual de fontes como fornos de padaria ou centros de dados, sem elevar a carga elétrica de sistemas de ar condicionado convencionais.

Viabilidade comercial e escala de produção

Diferente de muitos projetos que permanecem em fase laboratorial, o CAU-10-H já possui um plano de escalonamento. Com o suporte do fundo de validação da Universidade de Kiel, os pesquisadores produziram 30 quilogramas do material — volume 60 vezes superior aos lotes anteriores.

O custo de produção estimado situa-se entre 12 e 14 dólares por quilograma. A nomenclatura do material reflete sua origem: "CAU" refere-se à Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, "10" indica sua posição no catálogo de compostos da instituição e "H" representa o grupo químico de hidrogênio utilizado na síntese.

O desenvolvimento segue a tendência global de estruturas MOF, campo que rendeu o Prêmio Nobel de Química em 2025 a Omar Yaghi, cujas soluções comerciais, como as da empresa Atoco, operam em escala de contêineres para extrair até 1.000 litros diários em desertos. O CAU-10-H posiciona-se como uma alternativa eficiente para baixa temperatura e baixa umidade, aguardando testes externos para validar a transição definitiva do laboratório para o mercado.