D'ici 2025, les deux tiers de la population mondiale pourraient connaître une pénurie d'eau douce. Pour s'attaquer à ce problème, des chercheurs de l'Université de Notre Dame ont identifié un nouveau solvant, un liquide ionique, qui améliore une technologie émergente de dessalement :l'extraction directionnelle par solvant.

L'extraction directionnelle par solvant utilise un solvant pour extraire l'eau douce d'une source saline avec de l'énergie thermique à basse température. Cela signifie que la technique d'extraction pourrait potentiellement utiliser la chaleur résiduelle, ou de la chaleur produite comme sous-produit d'un autre travail, et la chaleur solaire.

"Le problème avec la technique actuelle d'extraction par solvant directionnelle est que les solvants précédemment utilisés ont une efficacité très faible et que la quantité d'eau douce extraite est limitée, " dit Tengfei Luo, professeur au Département de génie aérospatial et mécanique et auteur correspondant de l'étude. "Le nouveau liquide ionique que nous avons découvert s'est avéré 10 fois plus efficace que les autres solvants utilisés pour la technique."

Publié dans une étude de Communication Nature , Les chercheurs de Notre Dame ont découvert que le dessalement directionnel par extraction par solvant utilisant le nouveau liquide ionique consomme une énergie similaire à l'osmose inverse et beaucoup moins d'énergie que le dessalement thermique, qui sont toutes deux des méthodes de dessalement de premier plan. Par rapport à ces autres méthodes, l'avantage d'utiliser l'extraction directionnelle par solvant est qu'elle ne nécessite pas non plus de membrane, ce qui peut coûter cher, ou de l'énergie thermique à haute température.

Pour trouver le matériel le plus efficace, les chercheurs ont conçu, synthétisé et testé une série de liquides ioniques, guidé par des simulations moléculaires, pour comprendre quel solvant est le plus performant pour le dessalement et pourquoi.

"Les liquides ioniques offrent un excellent, cadre synthétiquement flexible pour régler les propriétés physiques des solvants directionnels, ce qui en fait des candidats idéaux pour de telles applications spécifiques à des tâches, " a déclaré Brandon Ashfeld, professeur agrégé au Département de chimie et de biochimie et co-auteur de l'étude.

Suivant dans cette recherche, l'équipe examinera les moyens de réduire le coût du liquide ionique et d'augmenter sa production. Ils examineront également comment concevoir un système continu pour évoluer à partir de leurs expériences originales.

"Maintenant que nous avons trouvé un liquide ionique qui s'est avéré améliorer la productivité de l'extraction directionnelle par solvant en tant que technique de dessalement, il existe un potentiel certain pour que cette technologie soit appliquée dans le monde réel, " dit Luo.

« Le potentiel des liquides ioniques à servir de solvants directionnels dans les extractions directionnelles par solvants peut considérablement modifier nos approches actuelles de purification des ressources en eau qui sont essentielles pour assurer la durabilité environnementale, " a déclaré Ashfeld.