Intégrant un gel super absorbant l'humidité avec des matériaux photo-actifs, des chercheurs de Singapour ont mis au point un digesteur d'humidité pour sécher l'air ambiant tout en générant de l'énergie. La méthode, présenté le 20 novembre dans la revue Joule , est une alternative verte aux climatiseurs avec une astuce :extraire l'eau de l'air.

Comme les plantes, dispositifs photosynthétiques artificiels, également appelés systèmes photoélectrochimiques (PEC), se nourrissent de lumière et d'eau pour produire de l'énergie. Ce phénomène a inspiré les chercheurs à intégrer des matériaux photo-actifs et des hydrogels super-hygroscopiques. Les hydrogels à base de zinc et de cobalt peuvent récolter plus de quatre fois leur poids d'eau à partir de l'air humide. Le digesteur d'humidité peut réduire l'humidité relative de 12 pour cent et générer un faible courant sous la lumière ambiante.

"Beaucoup de gens disent que Singapour est chaud, mais en fait, il ne fait pas du tout chaud. Les gens ont plus chaud à cause de l'humidité relative, car cela peut affecter la façon dont nous percevons la température, " dit l'auteur principal Swee Ching Tan du Département de science et génie des matériaux, Université nationale de Singapour. "Cela m'a fait réfléchir, et si je pouvais inventer quelque chose qui récupère l'eau de notre air ambiant et, à la fois, réduit l'humidité relative et fournit de l'eau ou de l'énergie ?"

L'équipe de recherche de Singapour a mis au point un digesteur d'humidité composé d'un hydrogel avide d'humidité, cathode, photoanode, et une cellule solaire. Tout comme les piles, il génère de l'énergie à partir de l'humidité atmosphérique au lieu d'un électrolyte. Les photoanodes, agissant comme photo-électrocatalyseur, oxyder l'eau absorbée en présence de lumière pour diviser l'eau et produire de l'énergie. L'hydrogel reconstitue constamment le système avec de l'eau extraite de l'air pour soutenir le processus de génération d'énergie. L'ensemble génère de l'électricité tout en déshumidifiant la pièce.

"L'hydrogel de cobalt de deuxième génération que nous avons développé absorbe l'humidité plus rapidement que tous les agents de séchage disponibles dans le commerce sur le marché. Nous avons fait une expérience en plaçant l'hydrogel dans une boîte, et l'humidité relative est tombée à environ 30-35 pour cent inférieure à l'air ambiant extérieur, " dit Tan. " Nous avons mis notre main dans la boîte sèche; c'était comme un réfrigérateur. Il fait si froid à l'intérieur de la boîte parce qu'il est si sec. » Tan pense que le digesteur d'humidité est un remplacement possible des climatiseurs lorsqu'il est associé à un ventilateur.

Bien que l'un des objectifs de l'équipe de recherche soit de produire de l'énergie, l'appareil émet un photocourant d'environ 0,4 mA/cm2, qui est relativement faible. Cependant, par rapport aux climatiseurs commerciaux, le digesteur d'humidité peut améliorer le confort thermique avec beaucoup moins d'apport énergétique. Même en adaptant l'appareil aux normes commerciales, il sera plus facile à installer, est portable, et le coût d'exploitation ne sera qu'une fraction d'un climatiseur.

"C'est une croyance commune que l'humidité n'affecte que les pays équatoriaux ou tropicaux. Mais les Européens sont également affectés par des niveaux d'humidité élevés en raison des problèmes de condensation d'eau associés. Des niveaux élevés d'humidité font moisir leurs maisons." Le digesteur d'humidité a une large application en doublant comme déshumidificateur et surpasse les agents de séchage commerciaux.

« La population mondiale augmente, et les gens dépensent généralement beaucoup d'argent en climatiseurs pour maintenir un confort thermique adéquat. Le besoin croissant de climatiseurs pour nous refroidir entraîne également une augmentation de la consommation d'énergie. Cet appareil, lorsqu'il est couplé à un ventilateur, peut aider à réduire l'humidité relative et ainsi améliorer le confort thermique et réduire la dépendance aux climatiseurs. Cela pourrait entraîner des avantages énergétiques et monétaires potentiels. »