La nouvelle technique de dessalement nettoie et désinfecte également l'eau

L'un des besoins les plus urgents au monde est de fournir de l'eau potable à sa population. En milieu rural, près de la moitié de la population n'a pas accès à l'eau potable donc le défi est clair et présent.

Le problème, bien sûr, est que la majeure partie de l'eau de la planète est saline. Trouver des moyens de dessaler l'eau de mer est donc un objectif clé.

Martin Bazant, postdoctorant Daosheng Deng, et ses collègues du Massachusetts Institute of Technology à Cambridge, déclarent avoir mis au point une nouvelle méthode de dessalement de l'eau, connue sous le nom d'électrodialyse de choc, qui élimine non seulement le sel, mais aussi les particules et les bactéries. L'électrodialyse de choc a le potentiel de permettre des systèmes de purification d'eau plus compacts et efficaces, disent-ils.

L'un des gros problèmes du dessalement est son coût. La méthode la plus courante consiste à distiller l'eau de mer sous vide afin que son point d'ébullition soit plus bas que d'habitude. Cependant, il s'agit d'un processus énergivore qui est coûteux. Les ingénieurs sont donc constamment à la recherche de méthodes moins chères.

La plus courante d'entre elles est l'osmose inverse. Cela fonctionne en pompant de l'eau à travers une membrane qui ne laisse pas passer les ions sodium ou chlore. C'est nettement moins énergivore que les méthodes de dessalement traditionnelles, mais c'est limité par la vitesse à laquelle l'eau peut traverser la membrane.

Ainsi, ces dernières années, les ingénieurs ont commencé à étudier un procédé appelé électrodialyse. Cela fonctionne dans le sens inverse en permettant aux ions sodium et chlore de traverser une membrane en présence d'un champ électrique, laissant de l'eau purifiée de l'autre côté.

Parce que seuls les ions, plutôt que les molécules d'eau, traversent la membrane, la vitesse à laquelle celle-ci peut dessaler est beaucoup plus élevée que l'osmose inverse.

Mais il y a un problème avec l'électrodialyse. Bien qu'il élimine le sel de l'eau, il n'élimine pas les autres contaminants tels que la saleté et les bactéries. Il faut donc des étapes supplémentaires de filtration et de désinfection pour rendre l'eau potable.

Aujourd'hui, Bazant, Deng et ses collègues disent avoir trouvé un moyen de produire de l'eau potable en une seule étape grâce à l'électrodialyse. La clé est de placer une couche de matériau poreux près de la cathode qui agit alors comme un filtre et élimine tout ce qui ne peut pas passer à travers les micropores.

Le matériau poreux en question est du verre ajusté, qui est fabriqué en frittant ensemble des particules de verre pour former un solide poreux. La taille des pores est d'environ 0,5 micromètre, donc tout ce qui est plus gros, comme les particules de saleté, ne peut pas passer.

Cependant, les bactéries ont tendance à être plus petites. Mais Bazant et consorts montrent que ceux-ci ne traversent pas non plus le matériau, probablement parce qu'ils sont piégés ou parce qu'ils sont détruits par les puissants champs électriques proches de la cathode. Nous avons été en mesure de tuer ou d'éliminer environ 99 % des Et Coli bactéries présentes dans l'eau d'alimentation lors du passage à travers le dispositif d'électrodialyse de choc avec une tension appliquée, disent-ils.

Dans tous les cas, la sortie du nouvel appareil est de l'eau purifiée avec peu ou pas de contaminants d'origine.

C'est une machine utile. Tout ce qui peut dessaler l'eau tout en la filtrant et en la désinfectant mérite une étude plus approfondie. Bazant et co suggèrent qu'il pourrait être utile pour le génie chimique.

La plus grande question, bien sûr, est de savoir si un tel appareil pourrait purifier l'eau de manière rentable à plus grande échelle pour ceux qui en ont le plus besoin. Il s'agirait par exemple d'utiliser l'énergie photovoltaïque et de produire des débits fiables sur une longue durée.

C'est un tout autre défi. Transformer un prototype de laboratoire en une machine pratique et fiable est tout aussi difficile. Mais étant donné les enjeux, la vie de millions de personnes, cela vaut certainement la peine de viser.

Réf : arxiv.org/abs/1402.0058 : Purification de l'eau par électrodialyse choc : déionisation, filtration, séparation et désinfection

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