Un matériau peu coûteux à base d'hydrogel capture efficacement l'humidité même de l'air à faible humidité, puis la libère à la demande.

Un appareil simple qui peut capter son propre poids en eau à partir de l'air frais et ensuite libérer cette eau lorsqu'elle est réchauffée par la lumière du soleil pourrait fournir une nouvelle source sûre d'eau potable dans les régions arides reculées, une nouvelle recherche de KAUST suggère.

Globalement, L'air de la Terre contient près de 13 000 milliards de tonnes d'eau, un vaste réservoir renouvelable d'eau potable. Les essais de nombreux matériaux et dispositifs développés pour puiser dans cette source d'eau ont montré que chacun était soit trop inefficace, soit coûteux ou complexe pour une utilisation pratique. Un prototype de dispositif développé par Peng Wang du Centre de dessalement et de réutilisation de l'eau et son équipe pourrait enfin changer cela.

Au cœur de l'appareil se trouve le bon marché, stable, sel non toxique, chlorure de calcium. Ce sel déliquescent a une si grande affinité pour l'eau qu'il absorbera tellement de vapeur de l'air environnant qu'un bassin de liquide finira par se former, dit Renyuan Li, un doctorat étudiant dans l'équipe de Wang. "Le sel déliquescent peut se dissoudre en absorbant l'humidité de l'air, " il dit.

Le chlorure de calcium a un grand potentiel de récupération d'eau, mais le fait qu'il passe d'un solide à un liquide salé après avoir absorbé de l'eau a été un obstacle majeur à son utilisation comme dispositif de capture d'eau, dit Li. "Les systèmes qui utilisent des absorbants liquides sont très compliqués, " dit-il. Pour surmonter le problème, les chercheurs ont incorporé le sel dans un polymère appelé hydrogel, qui peut contenir un grand volume d'eau tout en restant solide. Ils ont également ajouté une petite quantité de nanotubes de carbone, 0,42 pour cent en poids, pour s'assurer que la vapeur d'eau capturée pourrait être libérée. Les nanotubes de carbone absorbent très efficacement la lumière du soleil et convertissent l'énergie captée en chaleur.

L'équipe a incorporé 35 grammes de ce matériau dans un simple prototype d'appareil. Laissé dehors pendant la nuit, il a capturé 37 grammes d'eau une nuit où l'humidité relative était d'environ 60 pour cent. Le jour suivant, après 2,5 heures d'irradiation naturelle du soleil, la majeure partie de l'eau sorbée a été libérée et collectée à l'intérieur de l'appareil.

"Les aspects les plus notables de l'hydrogel sont sa haute performance et son faible coût, " dit Li. Si le prototype était mis à l'échelle pour produire 3 litres d'eau par jour - le minimum d'eau requis pour un adulte - le coût matériel de l'hydrogel adsorbant serait aussi bas qu'un demi-cent par jour.

La prochaine étape sera de peaufiner l'hydrogel absorbant afin qu'il libère l'eau récoltée en continu plutôt que par lots, dit Wang.