Les ingénieurs de l'Université de l'Illinois ont fait un pas en avant dans le développement d'un processus de dessalement de l'eau salée qui est potentiellement moins cher que l'osmose inverse et emprunte à la technologie des batteries. Dans leur étude, les chercheurs se concentrent sur de nouveaux matériaux qui pourraient rendre le dessalement des eaux saumâtres économiquement souhaitable et économe en énergie.

Le besoin d'une technologie de dessalement pratique augmente dans le contexte du changement climatique mondial. Régions côtières, où la montée de l'eau de mer pourrait empiéter et contaminer les nappes phréatiques, ne présentent qu'un seul sujet de préoccupation. À mesure que la demande de sources d'eau potable en diminution augmente, le besoin de dessaler les eaux saumâtres à faible salinité provenant de sources intérieures et industrielles augmentera, les chercheurs ont dit.

Le professeur de sciences mécaniques et d'ingénierie de l'Illinois Kyle Smith et ses co-auteurs ont publié une étude démontrant la viabilité de cette technologie semblable à une batterie dans le journal Electrochimica Acta .

Dans une étude précédente, Smith et ses co-auteurs ont utilisé la modélisation théorique pour montrer que la technologie utilisée dans les batteries sodium-ion peut efficacement dessaler l'eau de mer. Leur théorie stipule qu'en utilisant des électrodes contenant des ions sodium et chlorure, le sel est extrait et conservé dans une chambre séparée de l'eau purifiée.

"Dans notre nouvelle étude, nous avons construit et expérimenté un appareil semblable à une batterie qui utilise des électrodes fabriquées à partir d'un matériau différent. Ce matériau peut éliminer de l'eau saumâtre non seulement les ions sodium mais aussi le potassium, calcium, magnésium et autres, " Smith a déclaré. "C'est important parce que les eaux salées et saumâtres ne contiennent pas que du chlorure de sodium. Il est souvent en mélange avec d'autres sels comme le potassium, chlorure de calcium et de manganèse."

Le nouveau matériau est un analogue chimique du composé bleu de Prusse - le pigment intense utilisé dans l'encre pour les plans. Il fonctionne en prenant et en retenant des ions chargés positivement comme le sodium dans sa structure cristalline, dit Smith.

"La compétition entre le taux de diffusion de l'ion chargé positivement dans la structure cristalline et le volume auquel les ions peuvent être stockés crée une structure en forme de piège, " Smith a déclaré. "Ils entrent facilement mais ne peuvent pas sortir."

Il existe d'autres matériaux qui peuvent sécuriser les ions positifs, mais l'analogue bleu de Prusse a un avantage supplémentaire - il est potentiellement très bon marché à s'approvisionner.

"Pour qu'une technologie comme celle-ci soit économiquement faisable, il doit être bon marché et, idéalement, avoir un certain avantage à valeur ajoutée, " Smith a déclaré. " En montrant que notre appareil fonctionne bien avec des eaux à faible salinité, la porte pour une utilisation avec les eaux saumâtres intérieures et éventuellement les eaux usées industrielles s'est ouverte. »

Smith et ses co-auteurs montrent que la quantité d'élimination du sel est suffisante pour démontrer leur concept en utilisant de l'eau saumâtre. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer comment l'élimination des sels de l'eau de mer et des eaux usées à plus haute salinité aura un impact sur cette efficacité énergétique.