Les chimistes de Leyde ont créé une nouvelle membrane ultrafine d'une seule molécule d'épaisseur. La membrane peut produire cent fois plus d'énergie à partir de l'eau de mer que les meilleures membranes utilisées aujourd'hui. Les chercheurs ont publié leurs découvertes dans Nature Nanotechnologie .

Mince et poreux

Quand l'eau douce et l'eau salée se rencontrent, un échange de sel et d'autres particules a lieu. Une membrane placée dans l'eau est capable d'exploiter l'énergie des particules se déplaçant d'un côté à l'autre. Un procédé similaire peut également être utilisé pour dessaler l'eau de mer. Les chimistes de Leyde ont développé une nouvelle membrane capable de produire cent fois plus d'énergie que les membranes classiques et les membranes prototypes connues dans la littérature scientifique.

La quantité d'énergie générée dépend de l'épaisseur de la membrane et de sa porosité. Les chercheurs ont réussi à créer une membrane à base de carbone qui est à la fois poreuse et mince. C'est pourquoi il peut produire plus d'énergie que les membranes actuelles, qui sont soit poreux, soit minces, mais pas les deux.

Pour créer cette nouvelle membrane, Xue Liu et Grégory Schneider ont répandu un grand nombre de molécules huileuses à la surface de l'eau. Ces blocs de construction moléculaires forment ensuite un film mince à eux seuls. En chauffant le film, les molécules sont bloquées, créant une membrane stable et poreuse. Selon Xue Liu, la membrane peut être adaptée à des exigences spécifiques. Liu :« La membrane que nous avons créée n'a que deux nanomètres d'épaisseur et est perméable aux ions potassium. Nous pouvons modifier les propriétés de la membrane en utilisant un bloc de construction moléculaire différent. De cette façon, nous pouvons l'adapter à tous les besoins.

Graphène

La nouvelle membrane de carbone est similaire au graphène, une grande membrane plate composée uniquement d'atomes de carbone. Mais selon Grégory Schneider, cette nouvelle membrane appartient à une toute autre catégorie. Schneider :« Lors de la fabrication d'une membrane, beaucoup de chercheurs commencent avec le graphène, qui est très mince, mais pas poreux. Ils essaient ensuite de percer des trous pour le rendre plus perméable. Nous avons fait l'inverse en assemblant de petites molécules et en construisant une membrane poreuse plus grande à partir de ces molécules. Par rapport au graphène, il contient des imperfections, mais c'est ce qui lui donne ses propriétés particulières."

Cette nouvelle membrane combine le meilleur des deux mondes. Schneider :« Une grande partie de la recherche dans ce domaine s'est concentrée sur la création de meilleurs catalyseurs, les membranes étaient en quelque sorte une impasse. Cette nouvelle découverte ouvre de toutes nouvelles possibilités pour la production d'électricité, le dessalement et pour construire des piles à combustible beaucoup plus efficaces.