Des chercheurs transforment l’eau de mer en eau potable en quelques minutes

Des chercheurs transforment l’eau de mer en eau potable en quelques minutes

Des chercheurs de l’Institut coréen de génie civil et de technologie du bâtiment ont mis au point une nouvelle membrane alternative de dessalement de l’eau de mer pour produire de l’eau potable.

Selon les statistiques obtenues par l’Organisation mondiale de la santé (OMS), environ 785 millions de personnes dans le monde n’ont pas accès à une source d’eau potable. Malgré l’énorme quantité d’eau sur Terre, la majeure partie est de l’eau de mer, et donc non potable, et l’eau douce potable représente environ 2,5% du total.

Un concept sur lequel les scientifiques travaillent est la capacité de fournir de l’eau potable en dessalant l’eau de mer. Aujourd’hui, l’Institut coréen de génie civil et de technologie du bâtiment (KICT) a signalé une avancée significative dans ce domaine, en développant une membrane en nanofibre électrofilée à performance stable pour convertir l’eau de mer en eau potable par un processus de distillation membranaire.

Actuellement, le mouillage membranaire est l’obstacle le plus difficile à surmonter dans le processus de distillation membranaire. Si une membrane présente un mouillage pendant l’opération de distillation à membrane, cette derinère doit être remplacée.

Le mouillage progressif des membranes a été particulièrement observé pour les opérations de longue durée. Si une membrane est complètement mouillée, la membrane entraîne des performances de distillation membranaire inefficaces, car l’alimentation s’écoule à travers la membrane, ce qui entraîne un perméat de mauvaise qualité.

Aujourd’hui, un groupe de scientifiques dirigé par le Dr Yunchul Woo a établi des membranes coaxiales en nanofibres électrofilées conçues par une nanotechnologie alternative, l’électrofilage. Cette nouvelle technologie de dessalement est révélatrice de la promesse de la technique d’aider à résoudre la pénurie d’eau douce dans le monde.

La technologie nouvellement établie peut contrecarrer les difficultés de mouillage et améliorer la stabilité à long terme du processus de distillation membranaire. Une structure hiérarchique tridimensionnelle devrait être développée par les nanofibres dans les membranes pour une rugosité de surface plus élevée et une hydrophobie améliorée.

La méthode d’électrofilage coaxial est l’une des options les plus prometteuses et les plus simples pour construire des membranes avec des structures hiérarchiques tridimensionnelles. Le groupe a utilisé du poly(fluorure de vinylidène-co-hexafluoropropylène) comme noyau et un aérogel de silice combiné à une faible concentration du polymère comme revêtement pour fournir une membrane composite coaxiale et acquérir une surface de membrane superhydrophobe.

En fait, l’aérogel de silice présentait une conductivité thermique bien inférieure à celle des polymères conventionnels, ce qui a entraîné des niveaux accrus de flux de vapeur d’eau pendant le processus de distillation membranaire en raison d’une diminution des pertes de chaleur par conduction.

La majorité des recherches impliquant des membranes en nanofibres électrofilées dans des applications de distillation membranaire ont fonctionné pendant moins de 50 heures, bien qu’elles aient démontré une performance de flux de vapeur d’eau élevée. À l’opposé, l’équipe de recherche de Woo a exploité le processus de distillation par membrane en utilisant la membrane en nanofibres électrofilées coaxiales fabriquées pendant 30 jours.

La membrane coaxiale en nanofibre électrofilée a permis un rejet de 99,99 % de sel pendant 30 jours.

De plus, la membrane a fonctionné correctement sans problèmes de mouillage et d’encrassement, en raison de son faible angle de glissement et de ses propriétés de conductivité thermique. Actuellement, la polarisation en température est l’un des inconvénients considérables de la distillation membranaire ; il peut réduire les performances du flux de vapeur d’eau pendant l’opération de distillation à membrane en raison des pertes de chaleur par conduction.

La membrane est adaptée aux applications de distillation à membrane à long terme car elle présente diverses caractéristiques vitales telles qu’un faible angle de glissement, une faible conductivité thermique, une polarisation de la température évitant et des problèmes de mouillage et d’encrassement limités, tout en maintenant des performances de flux de vapeur d’eau sursaturées élevées.

Pour rappel, KICT est un institut de recherche parrainé par le gouvernement et fondé pour contribuer à l’avancement de l’industrie de la construction en Corée et à la croissance économique nationale en élargissant les sources et la technologie pratique dans les domaines de la construction et de la gestion des terres nationales.

Imene K