Le professeur Edison Ang (à gauche) avec des échantillons de déchets de fruits et de carbures de molybdène assisté d'une collègue qui tient un alambic solaire.
Crédit photo : Nanyang Technological University
Il existe de nombreuses solutions pour purifier l’eau. L’alambic solaire en fait partie. Il s’agit d’un système innovant permettant de purifier aussi bien l’eau sale que l’eau salée. Ce procédé consiste à mettre de l’eau non potable dans un bassin et à le recouvrir d’un support transparent. Sous l’effet du rayon solaire, l’eau s’évapore et se condense au niveau de la surface interne de la couverture. Les gouttelettes sont déjà de l’eau propre. Cependant, cette technique se révèle très lente puisque la condensation est conditionnée par l’intensité de la lumière du soleil. Les scientifiques ont maintenant trouvé une manière de contourner efficacement ce problème !
Plus écologique et moins cher
Pour accélérer le processus, les experts mettent en œuvre des matières qui fournissent davantage de chaleur. Il s’agit de substances flottant à la surface de l’eau, permettant d’atteindre une température plus élevée par le biais de la lumière du Soleil. De nos jours, ces éléments proviennent souvent de minerais comme le charbon, qui sont à la fois coûteux et néfastes pour l’environnement.
Une efficacité hors du commun
Le professeur Edison Ang et ses collègues de l’université technologique de Nanyang, à Singapour, ont développé une nouvelle approche pour obtenir des résultats comparables — voire plus intéressants —, mais de façon plus écologique. Leur invention implique l’utilisation de substances abondantes au quotidien. En plus, celles-ci sont disponibles de manière quasi gratuite. L’équipe a opté pour des déchets de fruits qui seraient autrement mis à la poubelle. Concrètement, ils ont utilisé des coques de noix de coco, des peaux de banane et des pelures d’orange dans le cadre de leurs expériences. Ce sont néanmoins les enveloppes de noix de coco qui ont permis d’atteindre le meilleur rendement. Elles ont présenté une efficacité de près de 94 %. Ce qui est largement supérieur à celle des autres.
Des feuilles de carbure de molybdène
Le système mis au point par le professeur Ang repose sur un processus simple de carbonisation en deux étapes. Les déchets sont chauffés à plus de 800 °C avant d’être mélangés à un réactif à base de molybdène. À partir de ce mélange, des feuilles de carbures de molybdène bidimensionnel sont créées. La composition métallique de ces dernières est appelée MXenes. Elle a la particularité d’être hydrophile (capable d’aspirer l’eau) tout en offrant une efficacité remarquable dans la conversion de la lumière en chaleur.
Pour les essais, les chercheurs se sont servis d’un simple alambic solaire et les résultats ont été plutôt surprenants. Il s’est avéré que les feuilles de carbure de molybdène étaient plus efficaces et plus rapides que le carbone en termes de conversion de l’énergie solaire. En effet, elles sont plus poreuses. Cela permet à la vapeur de les traverser plus facilement. À noter que les scientifiques sont actuellement en train de peaufiner leur invention. Ils sont même à la recherche de collaborations pour une éventuelle commercialisation de la technologie à l’échelle mondiale.
Plus d’informations : ntu.edu.sg
Déchets de fruits : Comment des milliards de personnes pourraient avoir accès
à de l’eau propre grâce à des pelures jetées au rebut
Des chercheurs de l’université technologique de Nanyang (NTU) à Singapour ont réussi à transformer des déchets de fruits en un matériau qui peut être utilisé pour purifier l’eau. Les chercheurs peuvent fabriquer le matériau pour un tiers du coût puisque le composant principal est gratuit.
Selon le rapport des Nations unies sur le développement durable, près de deux milliards de personnes sur la planète n’ont pas accès à des services d’eau potable gérés en toute sécurité. Les purificateurs d’eau pourraient contribuer à résoudre ce problème, mais même les purificateurs les plus simples, qui peuvent être déployés même dans les coins reculés de la planète sans accès à l’électricité, utilisent des produits fabriqués à partir de charbon, ce qui est en contradiction avec le développement durable.
L’alambic solaire conventionnel est le plus simple des purificateurs d’eau. Il se compose d’un récipient contenant de l’eau non potable et d’un couvercle transparent. Le couvercle laisse passer la lumière du soleil et chauffe l’eau, qui s’évapore et monte à l’intérieur du dispositif. La vapeur d’eau frappe alors la surface intérieure du couvercle transparent, où elle se refroidit et s’écoule vers le bas, où elle est recueillie dans un autre récipient propre et peut être bue.
Pour accélérer le processus, les chercheurs ont utilisé des matériaux qui facilitent l’évaporation rapide de l’eau. Toutefois, ces matériaux comprennent des ingrédients provenant directement ou indirectement du charbon.
Comment les déchets de fruits peuvent-ils aider ?
Edison Ang, professeur adjoint à la NTU, et son équipe de recherche cherchaient un matériau qui n’ait pas besoin d’être extrait et qui puisse faire partie de l’alambic solaire, et ils ont découvert que les déchets de fruits tels que les pelures d’orange et de banane, ainsi que les coques de noix de coco, étaient la réponse qu’ils cherchaient.
Pour convertir les déchets en un matériau utilisable, ils ont d’abord été chauffés à des températures supérieures à 850 degrés Celsius pendant quelques heures, puis mélangés à du molybdène. Cette opération l’a transformé en carbure de molybdène, un métal hydrophile ou attirant l’eau, qui présente également une efficacité élevée de conversion de la lumière en chaleur.
Lors des essais en laboratoire, le matériau s’est avéré très efficace pour convertir la lumière en chaleur et a provoqué une évaporation rapide de l’eau de mer. Le matériau est également poreux, de sorte que la vapeur d’eau peut s’élever à travers lui lorsqu’elle s’évapore avant de se condenser à l’intérieur du couvercle de l’alambic.
Les chercheurs ont constaté que l’efficacité de la conversion énergétique des coques de noix de coco utilisées de cette manière atteignait 94 %. L’équipe travaille actuellement à l’amélioration de la technologie et espère pouvoir la commercialiser prochainement.
La méthode est comparativement moins coûteuse que d’autres approches pour fabriquer ce type de matériau, car les coûts d’intrants sont moins élevés. Les déchets de fruits sont essentiellement disponibles gratuitement et il suffit de les traiter pour produire ce matériau.