Un capteur d’humidité récupère et purifie l’eau de l’air

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L’accès à de l’eau salubre reste l’un des plus grands défis de l’humanité. Mais une avancée des ingénieurs de l’Université du Texas à Austin pourrait offrir une nouvelle solution grâce à la technologie à énergie solaire qui absorbe l’humidité de l’air et la restitue sous forme d’eau propre et utilisable.

Un système passif qui capte et restitue de l’eau pure

Cette avancée, décrite dans un numéro récent de la revue Advanced Materials, pourrait être utilisée dans des situations de catastrophe, de manque d’eau, dans des régions frappées par la pauvreté et dans des pays en développement. Cette technologie repose sur des hydrogels; des matériaux hybrides gel-polymère conçus pour être des «super-éponges» capables de retenir de grandes quantités d’eau.

Une équipe de recherche dirigée par Guihua Yu, de l’Université du Texas, à la Cockrell School of Engineering d’Austin, a combiné des hydrogels hautement absorbants en eau et pouvant libérer de l’eau lorsqu’ils sont chauffés. Cette combinaison unique s’est avérée efficace pour fonctionner par temps sec et humide et est essentielle pour permettre la production d’eau potable propre et sûre.

Avec environ 50 000 kilomètres cubes d’eau contenues dans l’atmosphère, ce nouveau système pourrait puiser dans ces réserves et potentiellement conduire à des systèmes de filtration de petite taille, peu coûteux et portables.

L’eau se dégage de l’hydrogel en cinq minutes

« Nous avons mis au point un système totalement passif dans lequel tout ce que vous avez à faire est de laisser l’hydrogel à l’extérieur et collecter de l’eau », a déclaré Fei Zhao, chercheur post-doctoral de l’équipe de Yu et coauteur de cette étude. «L’eau recueillie restera stockée dans l’hydrogel jusqu’à ce que vous l’exposiez au soleil. Après environ cinq minutes sous la lumière naturelle du soleil, l’eau se dégage de l’hydrogel. »

Cette technologie s’appuie sur une avancée de 2018 réalisée par Yu et Zhao, qui avait mis au point une innovation de purification de l’eau à l’énergie solaire utilisant des hydrogels qui nettoyait l’eau de toute source en utilisant uniquement de l’énergie solaire. Cette nouvelle innovation de l’équipe va encore plus loinm en utilisant l’eau déjà présente dans l’atmosphère.

Pour les deux technologies à base d’hydrogel, Yu et son équipe de recherche ont développé un moyen de combiner des matériaux possédant à la fois des qualités hygroscopiques (absorbant l’eau) et une hydrophilie thermo-réactive (la capacité de libérer de l’eau par simple chauffage).

«Ce nouveau matériau est conçu pour récupérer l’humidité de l’air et produire une eau propre sous le Soleil, en évitant une consommation d’énergie intensive», a déclaré Yu, professeur agrégé de science des matériaux et de génie mécanique.

Cette technologie ne nécessite aucune énergie

Récolter de l’eau à partir de l’humidité n’est pas vraiment un nouveau concept. La plupart des réfrigérateurs gardent les choses au frais grâce à un processus de condensation de vapeur. Cependant, les réfrigérateurs nécessitent beaucoup d’énergie pour effectuer cette action.

La technologie de l’équipe l’UT ne nécessite que de l’énergie solaire, elle est compacte et peut encore produire suffisamment d’eau pour répondre aux besoins quotidiens d’un ménage moyen. Des tests avec des prototypes ont montré une production d’eau quotidienne allant jusqu’à 50 litres par kilogramme d’hydrogel.

Représentant une stratégie novatrice visant à améliorer les techniques de récupération de l’eau atmosphérique utilisées aujourd’hui, cette technologie pourrait également remplacer des composants essentiels des systèmes de purification de l’eau à énergie solaire ou d’autres technologies absorbant l’humidité.

L’équipe à fait breveté leur invention

Yu et son équipe ont déposé un brevet et collabore avec l’Office of Technology Commercialization de l’UT à l’octroi de licences et à la commercialisation de cette classe innovante d’hydrogels. Cette recherche a été financée par la Fondation Alfred P. Sloan, la Fondation Camille & Henry Dreyfus et la National Science Foundation.

Source : University of Texas at Austin
crédit photo sur Unsplash :  Trung Pham Quoc

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