Le nouveau point zéro de la sécheresse en Espagne est la Catalogne, qui envisage déjà la possibilité de voir des pétroliers collaborer à l’approvisionnement en eau, tandis que le sud est confronté à la pire pénurie depuis 1961 et que des provinces comme Malaga envisagent d’utiliser des usines de dessalement portables pour atténuer l’urgence. Mais ce n’est pas seulement un problème de notre pays : plus de 2,2 milliards de personnes dans le monde vivent actuellement dans des pays confrontés à des problèmes d’approvisionnement en eau potable. La solution, comme dans bien d’autres domaines, réside peut-être dans la technologie, qui propose des solutions telles que l’invention du MIT qui permet de dessaler l’eau sans utiliser d’énergie.
Cependant, en plus d’utiliser l’eau de mer comme source du précieux liquide, les scientifiques envisagent depuis des années d’autres approches, comme la capture de l’eau atmosphérique. Aux inventions existantes, comme celle de cet ingénieur espagnol de 82 ans, vient d’ajouter celle proposée par une équipe de chercheurs de l’Université Jiao Tong de Shanghai (Chine), qui s’engage à un système qui utilise la lumière du soleil pour obtenir une efficacité record dans la conversion de l’humidité atmosphérique en eau prête à la consommation.
Dans un article publié dans la revue spécialisée Revue de physique appliquéele groupe dirigé par l’ingénieur Ruzhu Wang décrit les détails de un dispositif de capture passive air-eau par adsorption (PAWH). Ce phénomène physique, qu’il ne faut pas confondre avec l’absorption, désigne le processus par lequel des atomes, des ions ou des molécules d’une substance adhèrent à la surface d’un matériau. Dans ce cas, elle est complétée par le phénomène inverse, la désorption, qui se produit lorsque le solide atteint une certaine température grâce à la lumière du soleil.
eau atmosphérique
Entre 100 et 600 mètres d’épaisseur de la dernière couche qui sépare notre planète de l’espace, Chaque mètre cube d’air contient entre 4 et 25 grammes de vapeur d’eau. Au total, l’eau atmosphérique équivaut à 10 % de l’eau douce de tous les lacs de la planète.
C’est une ressource au potentiel énorme grâce à sa pureté et son ubiquité. De plus, il peut être facilement reconstitué grâce à l’évaporation de l’eau et à la circulation de l’air, ce qui le rend potentiellement inépuisable. Il est crucial de l’obtenir dans les zones les plus sèches, où il y a généralement plus d’heures d’ensoleillement par an. C’est pourquoi la communauté scientifique s’intéresse beaucoup à exploiter la lumière du soleil comme source d’énergie pour garantir un approvisionnement stable et bon marché en eau potable.
L’un des systèmes pour capter l’eau de l’air UC Berkeley Omicrono
Jusqu’à présent, les systèmes similaires à celui proposé par Wang et ses collègues ont été confrontés à de nombreux problèmes, tels que « la gestion des matériaux adsorbants, le transfert de chaleur et de masse, les composants de désorption et de condensation et les stratégies opérationnelles du système ». En plus d’améliorer ces aspects, Dans leur proposition, ils ont eu pour priorité de réduire le coût de l’adsorbant et améliorer ses propriétés pour construire un prototype rentable et évolutif.
Pour y parvenir, les chercheurs ils ont réussi à synthétiser un gel superhygroscopique, c’est-à-dire particulièrement capable de capter et d’expulser l’humidité en fonction des circonstances. Dans sa fabrication, ils ont utilisé divers dérivés végétaux et sels hygroscopiques, qui lui permettent de retenir une quantité d’eau jamais vue auparavant. « Nous avons été impressionnés par le fait que même lorsque jusqu’à 5 grammes de sel étaient injectés dans 1 gramme de polymère, le gel obtenu conservait de bonnes propriétés de gonflement et de rétention de sel », explique Wang.
Coût abordable
Les résultats des expériences auxquelles le gel obtenu a été soumis ont surpris les scientifiques eux-mêmes : un kilogramme était capable d’adsorber 1,18 kg d’eau dans des environnements atmosphériques arides et jusqu’à 6,4 kg dans des environnements humides. De plus, sa composition et sa préparation simples en font un matériau bon marché avec la possibilité d’être fabriqué à grande échelle.
Mais l’appareil devait non seulement absorber l’eau, mais aussi être capable de l’« expulser ». Il le processus de désorption élève la température de la vapeur au-dessus de la température de pasteurisation (70 ºC), éliminant la plupart des composants non volatils, ainsi que tous les types de micro-organismes et de virus, le rendant potable sans étapes de purification supplémentaires.
Un des schémas expliquant l’adsorption et la désorption de l’eau Ruzhu Wang Omicrono
Pour ce faire, les chercheurs ont fabriqué un prototype qui profitait de la lumière du soleil pour atteindre cette température et qui comprenait chambres de désorption et de condensation configurées en parallèle. Pour augmenter la récupération de l’eau à plus de 90 %, ils ont utilisé un turboréacteur (beaucoup plus petit et plus simple que ceux des avions), ce qui a permis d’optimiser le résultat.
Les performances exceptionnelles de l’appareil en laboratoire ont également dû être testées en extérieur. Ainsi, les chercheurs ont découvert que Le système était capable de libérer l’eau adsorbée non seulement pendant les périodes les plus ensoleillées.mais aussi le matin ou l’après-midi, lorsque la lumière du soleil est généralement plus faible.
[La máquina que produce agua potable del aire y se puede llevar a todas partes]
« Cette technologie de captage de l’eau atmosphérique peut être utilisé pour augmenter les besoins quotidiens en approvisionnement en eaucomme l’eau potable domestique, l’eau industrielle et l’eau pour l’hygiène personnelle », a conclu Wang.
Cependant, il reste encore des défis à relever pour que le PAWH soit opérationnel en tant que solution commerciale à grande échelle pour lutter contre la sécheresse. L’objectif actuel des chercheurs est de réaliser une adsorption et une désorption simultanées et maximiser la production quotidienne d’eau par unité de masse d’adsorbant.
Ce dont ils sont sûrs, c’est qu’au-delà de cet objectif, un matériau comme celui qu’ils ont découvert au cours de leurs recherches peut jouer d’autres rôles dans des applications futures telles que l’irrigation agricolela gestion thermique des appareils électroniques ou pour améliorer les performances des déshumidificateurs.
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