Un nouveau dispositif de collecte et de purification de l’eau a été développé à l’université du Texas. Il a comme caractéristique de nécessiter une structure directement inspirée des fleurs de rosiers, et qui ne coûte que quelques centimes à produire.
C’est un origami de feuilles noires disposées en pétale, fixées à un tube en forme de tige, qui facilite la collecte et la rétention de l’eau, soit plus de deux litres d’an par mètres carré. C’est une nouvelle approche de la production solaire d’eau, technique qui utilise l’énergie de la lumière solaire pour séparer le sel et les autres impuretés de l’eau : par évaporation à basse pression et à pression ambiante.
Le contexte des technologies actuelles de production solaire de vapeur, généralement coûteuses, volumineuses et produisant des résultats limités, rend cette découverte ingénieuse révolutionnaire : la méthode de l’équipe texane utilise des matériaux abordables et légers pour être portable.
«Nous recherchions des moyens plus efficaces d’appliquer la technique de production d’eau à la vapeur d’énergie solaire en utilisant du papier filtré noir recouvert d’un polymère spécial, appelé polypyrrole» explique la responsable du laboratoire de Physique. Le polypyrrole est lui, un matériau connu pour ses propriétés photothermiques, permettant donc de convertir la lumière solaire en chaleur thermique.
L’équipe a expérimenté plusieurs méthodes pour façonner le papier afin de déterminer ce qui était le mieux pour atteindre le niveau optimal de rétention d’eau : ils ont ainsi commencé par placer des couches uniques et rondes du papier couché à plat sur le sol, à la lumière directe du soleil. Les feuilles simples semblaient prometteuses en tant que collecteurs d’eau, mais en quantités insuffisantes. Après avoir expérimenté d’autres formes, la responsable de l’équipe s’inspire d’un livre qu’elle a lu au Lycée. Bien qu’il ne s’agisse pas de roses en tant que telles, «La Tulipe Noire » d’Alexandre Dumas lui a donné l’idée d’essayer d’utiliser une forme en forme de fleur et elle a découvert que la rose était idéale : sa structure permettait plus au rayonnement solaire de pénétrer directement dans le matériau photothermique – avec plus de réflexions internes – que d’autres formes florales, et offrant une plus grande surface pour la dissipation de la vapeur d’eau. L’ensemble des calculs sont présentés dans l’article suivant.
L’appareil collecte de l’eau par son tube en forme de tige, qui l’alimente ensuite vers la structure en forme de fleur située au sommet. Il peut également collecter des gouttes de pluie venant d’en haut. L’eau se dirige vers les pétales, où le polypyrrole recouvrant la fleur transforme l’eau en vapeur. Les impuretés se séparent alors naturellement de l’eau.
«Nous avons conçu le système de purification et de collecte pour y inclure un point de raccordement pour une pompe à basse pression afin de condenser l’eau plus efficacement», a déclaré Weigu Li, candidate à un Ph. D. dans ce laboratoire de Fan et auteur principal du document. «Une fois condensé, le pot en verre est conçu pour être compact, solide et sûr pour stocker de l’eau propre.»
Le résultat est que l’appareil élimine toute contamination par les métaux lourds et les bactéries, ainsi que le sel de l’eau de mer, produisant ainsi une eau propre répondant aux normes de consommation définies par l’OMS.
Crédit photo : Pixabay (cc)
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