La majorité de l’eau de la Terre est impropre à la consommation humaine car elle est piégée dans les océans salés. Bien que les plantes de dessalement soient capables de transformer l’eau salée en eau douce, ils utilisent généralement beaucoup d’énergie. Les scientifiques ont maintenant créé une nouvelle substance en forme d’éponge qui transforme efficacement l’eau salée en eau potable lorsqu’elle est combinée avec la lumière du soleil et une couverture en plastique de base. Leurs recherches, qui ont été publiées dans ACS Energy Letters, montre qu’une preuve de concept en plein air qui a utilisé la lumière naturelle du soleil pour produire avec succès de l’eau potable est une étape potentielle vers un dessalement durable et à faible énergie.
Bien que ressemblant initialement à une chaîne de papier, cette nouvelle substance est en fait une structure imprimée en 3D conçue pour absorber et nettoyer l’eau de mer.
Innovations précédentes dans la purification dirigée par la lumière du soleil
Dans le passé, les scientifiques ont développé des matériaux spongieux qui sont alimentés par la lumière du soleil pour purifier ou s’abstenir de l’eau. Par exemple, une eau contaminée par le chrome traitée par l’hydrogel inspiré du loofah en produisant une vapeur d’eau propre à l’aide de polymères chauffés au soleil. Les aérogels ont des structures solides et poreuses qui peuvent transférer de l’eau ou de la vapeur, ce qui les rend plus rigides que les hydrogels, doux et remplis de liquide. Bien que les aérogels aient également été étudiés pour le dessalement, leur efficacité diminue généralement avec l’augmentation de la taille du matériau.
Afin de surmonter cette restriction, Xi Shen et son groupe ont créé un aérogel poreux qui fonctionne de manière fiable à n’importe quelle taille.
Les nanotubes de carbone et les nanofibres de cellulose ont été combinés pour faire une pâte, qu’ils ont ensuite imprimé en 3D de couche par couche sur une surface congelée, laissant chaque couche réglée avant d’ajouter la suivante. Cette technique a créé un aérogel qui ressemblait à une éponge et avait des microcanaux verticaux cohérents qui mesuraient environ 20 micromètres de large. Les plus grandes pièces avaient une capacité d’évaporation similaire aux plus petites ont été testées dans des carrés qui variaient de 1 à 8 centimètres de large.
Tests et résultats du monde réel
Dans une véritable expérience en plein air, les scientifiques ont submergé l’aérogel dans une tasse d’eau de mer et l’ont scellé avec un couvercle en plastique clairement incurvé. Seule l’eau, et non le sel, s’est évaporée à la suite de chauffage de la surface du matériau par la lumière du soleil. Après condensation sur le couvercle, la vapeur résultante a coulé dans un conteneur de collecte et un entonnoir. Environ trois cuillères à soupe d’eau potable ont été produites par le système après six heures d’exposition au soleil naturel.
«Notre Airgel permet un dessalement à pleine capacité à n’importe quelle taille», explique Shen, «qui fournit une solution simple et évolutive pour le dessalement sans énergie pour produire de l’eau propre.»
La Hong Kong Polytechnic University, le Fonds de l’environnement et de la conservation de Hong Kong SAR, le Conseil des subventions de recherche de Hong Kong SAR et la National Natural Science Foundation de Chine ont tous financé l’étude.
Créée en 1876, l’American Chemical Society (ACS) est une organisation à but non lucratif dont la mission est de promouvoir la chimie et la compréhension scientifique à l’échelle mondiale. Bien qu’il n’effectue pas de recherche lui-même, il parraine des conférences scientifiques, publie des publications à comité de lecture très citées et fournit des outils de recherche dans sa section CAS. Le siège de l’ACS est situé à Columbus, Ohio et Washington, DC
