L'accès à l'eau potable reste l'un des plus grands défis auxquels l'humanité est confrontée. Une percée des ingénieurs de l'Université du Texas à Austin pourrait offrir une nouvelle solution grâce à une technologie à énergie solaire qui absorbe l'humidité de l'air et la rend propre, eau utilisable.

La découverte, décrit dans un numéro récent de la revue Matériaux avancés , pourrait être utilisé dans des situations de catastrophe, les crises de l'eau ou les zones touchées par la pauvreté et les pays en développement. La technologie repose sur des hydrogels, des matériaux hybrides gel-polymère conçus pour être des "super éponges" capables de retenir de grandes quantités d'eau.

Une équipe de recherche dirigée par Guihua Yu à la Cockrell School of Engineering de l'UT Austin a combiné des hydrogels qui sont à la fois très absorbants et peuvent libérer de l'eau lors du chauffage. Cette combinaison unique a été prouvée avec succès dans des conditions météorologiques humides et sèches et est cruciale pour permettre la production de produits propres, l'eau potable de l'air.

Avec environ 50, 000 kilomètres cubes d'eau contenue dans l'atmosphère, ce nouveau système pourrait puiser dans ces réserves et potentiellement conduire à de petites, systèmes de filtration peu coûteux et portables.

"Nous avons développé un système complètement passif où tout ce que vous avez à faire est de laisser l'hydrogel à l'extérieur et il va récupérer l'eau, " dit Fei Zhao, chercheur postdoctoral dans l'équipe de Yu et co-auteur de l'étude. "L'eau collectée restera stockée dans l'hydrogel jusqu'à ce que vous l'exposiez au soleil. Après environ cinq minutes sous la lumière naturelle du soleil, l'eau se libère."

Cette technologie s'appuie sur une percée réalisée en 2018 par Yu et Zhao dans laquelle ils ont développé une innovation de purification de l'eau à énergie solaire utilisant des hydrogels qui nettoient l'eau de n'importe quelle source en utilisant uniquement l'énergie solaire. La nouvelle innovation de l'équipe va encore plus loin en utilisant l'eau qui existe déjà dans l'atmosphère. Pour les deux technologies à base d'hydrogel, Yu et son équipe de recherche ont développé un moyen de combiner des matériaux qui possèdent à la fois des qualités hygroscopiques (absorbant l'eau) et une hydrophilie thermosensible (la capacité de libérer de l'eau par simple chauffage).

"Le nouveau matériau est conçu pour à la fois récupérer l'humidité de l'air et produire de l'eau propre sous la lumière du soleil, éviter les consommations énergétiques intensives, " dit Yu, professeur agrégé de science des matériaux et de génie mécanique.

La récupération de l'eau à partir de l'humidité n'est pas exactement un nouveau concept. La plupart des réfrigérateurs gardent les choses au frais grâce à un processus de condensation de vapeur. Cependant, le réfrigérateur commun nécessite beaucoup d'énergie pour effectuer cette action. La technologie de l'équipe UT ne nécessite que de l'énergie solaire, est compact et peut encore produire suffisamment d'eau pour répondre aux besoins quotidiens d'un ménage moyen. Des tests de prototypes ont montré une production quotidienne d'eau allant jusqu'à 50 litres par kilogramme d'hydrogel.

Représentant une nouvelle stratégie pour améliorer les techniques de collecte de l'eau atmosphérique utilisées aujourd'hui, la technologie pourrait également remplacer les composants de base des systèmes de purification d'eau solaires existants ou d'autres technologies absorbant l'humidité.