La structure cristalline du plus récent, ossature métallo-organique à base d'aluminium, MOF-303, qui capte deux fois plus d'eau que le MOF précédent utilisé dans le collecteur d'eau. Crédit :Yaghi lab, UC Berkeley
En octobre dernier, une université de Californie, Berkeley, l'équipe s'est dirigée vers le désert de l'Arizona, ont déposé leur nouveau prototype de récupérateur d'eau dans l'arrière-cour d'une maison à tracts et ont commencé à aspirer l'eau de l'air sans autre énergie que la lumière du soleil.
Le test sur le terrain réussi de leur plus grand, Le récupérateur de nouvelle génération a prouvé ce que l'équipe avait prédit plus tôt en 2017 :que le récupérateur d'eau peut extraire de l'eau potable chaque cycle jour/nuit à très faible humidité et à faible coût, le rendant idéal pour les personnes vivant dans des zones arides, régions du monde en manque d'eau.
"Il n'y a rien de tel, " dit Omar Yaghi, qui a inventé la technologie sous-jacente à la moissonneuse. "Il fonctionne à température ambiante avec un ensoleillement ambiant, et sans apport d'énergie supplémentaire, vous pouvez collecter de l'eau dans le désert. Ce voyage du laboratoire au désert nous a permis de vraiment transformer la collecte de l'eau d'un phénomène intéressant en une science. »
Yaghi, la chaire James et Neeltje Tretter en chimie à l'UC Berkeley et un chercheur universitaire au Lawrence Berkeley National Laboratory, et son équipe rapporteront les résultats du premier essai sur le terrain d'un récupérateur d'eau dans le numéro du 8 juin du journal Avancées scientifiques .
Le procès de Scottsdale, où l'humidité relative chute d'un maximum de 40 pour cent la nuit à aussi bas que 8 pour cent pendant la journée, a démontré que la moissonneuse devrait être facile à mettre à l'échelle en ajoutant simplement plus d'absorbeur d'eau, un matériau hautement poreux appelé charpente métallo-organique, ou MOF. Les chercheurs prévoient qu'avec le MOF actuel (MOF-801), fabriqué à partir du métal coûteux zirconium, ils pourront finalement récolter environ 200 millilitres (environ 7 onces) d'eau par kilogramme (2,2 livres) de MOF, ou 3 onces d'eau par livre.
Mais Yaghi rapporte également qu'il a créé un nouveau MOF à base d'aluminium, appelé MOF-303, c'est au moins 150 fois moins cher et capture deux fois plus d'eau dans les tests de laboratoire. Cela permettra à une nouvelle génération de récolteuses de produire plus de 400 ml (3 tasses) d'eau par jour à partir d'un kilogramme de MOF, l'équivalent d'une demi-canette de soda de 12 onces par livre et par jour.
Images au microscope optique des cristaux les plus récents, ossature métallo-organique à base d'aluminium, MOF-303, qui capte deux fois plus d'eau que le MOF précédent utilisé dans le récupérateur d'eau Crédit :laboratoire Omar Yaghi, UC Berkeley
« Il y a eu un énorme intérêt pour la commercialisation de ce produit, et plusieurs startups sont déjà engagées dans le développement d'un dispositif commercial de récupération d'eau, " Yaghi a déclaré. " Le MOF en aluminium rend cela pratique pour la production d'eau, parce que c'est bon marché."
Yaghi travaille également avec la ville du roi Abdul Aziz pour la science et la technologie à Riyad, Arabie Saoudite, et son président, Prince Dr Turki Saud Mohammad Al Saud, sur la technologie dans le cadre de leur centre d'excellence de recherche conjoint pour les nanomatériaux et l'énergie propre.
MOF super absorbants
Yaghi est un pionnier des charpentes métallo-organiques, qui sont des solides avec tant de canaux et de trous internes qu'un MOF de la taille d'un cube de sucre pourrait avoir une surface interne de la taille de six terrains de football. Cette surface absorbe facilement des gaz ou des liquides mais, tout aussi important, les libère rapidement lorsqu'il est chauffé. Divers types de MOF sont déjà testés comme moyen d'emballer plus de gaz dans les réservoirs des véhicules à hydrogène, absorber le dioxyde de carbone des cheminées et stocker le méthane.
Il y a plusieurs années, Yaghi a créé MOF-801, qui absorbe et libère l'eau facilement, et l'année dernière, il a testé de petites quantités dans une simple moissonneuse pour voir s'il pouvait capturer l'eau de l'air ambiant pendant la nuit et utiliser la chaleur du soleil pour la chasser à nouveau. Cette moissonneuse, construit par un collaborateur du MIT en utilisant moins de 2 grammes de MOF, prouvé que le concept fonctionnait :les vitres embuées au soleil, bien que les chercheurs n'aient pas été en mesure de collecter ou de mesurer avec précision l'eau.
Cette même moissonneuse a été transportée dans le désert plus tôt cette année et a fonctionné de la même manière, bien que, encore une fois, seules des gouttelettes d'eau aient été générées comme preuve de concept.
