Purifier l'eau avec des nanoparticules

L'ajout de nanoparticules à une membrane de purification d'eau peut doubler son efficacité, selon une start-up basée à Los Angeles. Avec l'augmentation de l'utilisation mondiale de l'eau et l'approvisionnement limité en eau douce, l'entreprise, NanoH2O , affirme que sa nouvelle approche pourrait faire de cette technologie de purification une solution viable à un problème croissant.

Sous pression: La membrane développée par NanoH2O permet à plus d'eau de filtrer à travers pour la même quantité de pression. Cela réduit les besoins énergétiques d'environ 20 pour cent, explique le PDG Jeff Green.

L'osmose inverse, c'est-à-dire l'alimentation en eau à travers une membrane semi-perméable pour filtrer les impuretés, est largement considérée comme le moyen le plus efficace de dessaler l'eau. Mais il est très énergivore, et donc coûteux, car l'eau doit être forcée à travers la membrane sous pression. Un moyen essentiel de réduire les coûts impliqués est d'augmenter le débit d'eau pour la même pression. Mais pendant de nombreuses années, les améliorations de la technologie membranaire ont été au mieux incrémentielles, dit Jeff Vert , NanoH2O fondateur et PDG.

NanoH2O a découvert que l'ajout de nanoparticules poreuses aux membranes peut augmenter considérablement l'efficacité avec laquelle l'eau peut être filtrée. Sous une pression similaire, deux fois plus d'eau passe, dit Green. Dans une usine de dessalement, cette perméabilité accrue réduirait les besoins en énergie de 20 %, ou augmenterait la productivité de l'eau de 70 % pour le même coût, ajoute-t-il.

Le concept est bon, dit Benito Mariñas , ingénieur en environnement à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign. Le dessalement par membrane n'est généralement envisagé que lorsque les approvisionnements en eau douce ne parviennent pas à répondre à la demande. Mais avec une demande en augmentation et seulement 1 pour cent de l'eau douce mondiale disponible pour l'utilisation humaine, Mariñas dit que ces technologies deviendront plus importantes. À l'heure actuelle, nous n'utilisons pas autant que possible les membranes pour le dessalement de l'eau de mer, dit-il, en grande partie en raison de la quantité d'énergie requise.

Le matériau utilisé pour l'osmose inverse est généralement une membrane organique à couche mince, généralement un matériau polyamide perforé de minuscules trous. Ces trous sont assez petits pour laisser passer l'eau, mais ils bloquent le sel et d'autres contaminants. L'approche de NanoH2O, basée sur les recherches menées par Eric Hoek , ingénieur en environnement à l'Université de Californie à Los Angeles, doit intégrer dans la membrane des nanoparticules en forme de cage constituées de minéraux aluminosilicatés, appelés zéolites. Ces particules ont un diamètre ne dépassant pas 200 nanomètres, ce qui équivaut à peu près à l'épaisseur de la membrane.

L'incorporation des nanoparticules modifie les propriétés de la membrane, la rendant hydrophile ou attirante pour l'eau, de sorte que l'eau passe plus facilement. Mais surtout, la membrane conserve sa capacité à filtrer les contaminants, dit Green.

NanoH2O est en phase de recherche depuis la création de la société en 2005. Mais plus tôt ce mois-ci, elle a obtenu un financement de 15 millions de dollars pour commercialiser sa technologie. Selon Green, la société va maintenant augmenter sa production dans le but de commercialiser sa technologie d'ici 2010.

Mariñas dit qu'il y a eu beaucoup d'intérêt pour l'utilisation de matériaux hydrophiles inorganiques pour l'osmose inverse, mais aucune autre conception n'a été commercialisée. L'une des raisons à cela, dit-il, est que la plupart des matériaux hydrophiles ont tendance à être mauvais pour filtrer les impuretés. Le fait que cette entreprise produise un hybride qui n'est pas exclusivement composé de matériaux hydrophile est très intéressant, dit-il.

Un autre avantage clé, dit Green, est que les nanoparticules développées par NanoH2O ont une structure poreuse tridimensionnelle. Cela signifie que contrairement à d'autres matériaux hydrophiles poreux à l'étude, il n'y a pas besoin de s'inquiéter de la façon dont ils sont orientés à l'intérieur de la membrane afin de laisser passer l'eau.

L'approche intégrée de NanoH2O est également compatible avec les processus de fabrication existants, dit Green, ajoutant seulement 5 % aux coûts de production.

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