Les chercheurs ingénieurs des sorbants basés sur la biomasse pour une collecte de l'eau efficace
Aythrasse avant: Des chercheurs de l'Université du Texas à Austin ont développé une nouvelle méthode utilisant des matériaux naturels pour extraire de l'eau potable de l'air. Leur système «hydrogels de biomasse fonctionnalisé moléculaire» transforme la matière organique – telles que les restes de nourriture, les branches et les coquillages – en une substance absorbant l'eau très efficace.
Le système combine des sorbants spécialement conçus (matériaux qui absorbent les liquides) avec une chaleur légère et peuvent générer des quantités importantes d'eau potable, même dans des conditions arides. Lors des tests sur le terrain, l'équipe a démontré un rendement impressionnant de 14,19 litres (3,75 gallons) d'eau propre par jour par kilogramme de sorbant – dépassant de loin les 1 à 5 litres typiques réalisés par la plupart des sorbants existants.
« Cela ouvre une toute nouvelle façon de réfléchir à la collecte durable de l'eau, marquant un grand pas vers des systèmes pratiques de récolte d'eau pour les ménages et la petite échelle communautaire », a déclaré le professeur Guihua Yu, qui a dirigé l'équipe de recherche.
L'innovation réside dans l'approche de l'équipe de la conception de sorbants. Au lieu de sélectionner des matériaux spécifiques pour des fonctions spécifiques, leur stratégie moléculaire générale permet la conversion de presque toutes les biomasse en une récolteuse d'eau efficace. Cette méthode offre plusieurs avantages par rapport aux sorbants synthétiques traditionnels, notamment la biodégradabilité, l'évolutivité et les besoins énergétiques minimaux pour la libération de l'eau.
Le cœur de cette technologie est un processus d'ingénierie moléculaire en deux étapes qui imprègne des polysaccharides à base de biomasse aux propriétés hygroscopiques et thermoressives. Il permet au système de capturer et de libérer efficacement l'eau de l'air en utilisant des matériaux naturels couramment disponibles.
Ce système générant de l'eau fait partie des efforts continus du professeur YU pour s'attaquer aux problèmes mondiaux d'accès à l'eau propre. Ses travaux antérieurs comprennent le développement de technologies d'hydrogel pour les conditions hyper-arides et un système de filtration d'eau injectable.
Pour l'avenir, l'équipe de recherche travaille sur la mise à l'échelle de la production et le développement d'applications du monde réel pour la commercialisation. Les utilisations potentielles comprennent des récolteurs d'eau portables, des systèmes d'irrigation autonome et des dispositifs d'eau potable d'urgence.
Le chercheur diplômé Yaxuan Zhao note que, comme ils peuvent fabriquer cet hydrogel à partir de la biomasse largement disponible et la concevoir pour fonctionner avec un minimum d'énergie, il a un fort potentiel de production et de déploiement à grande échelle dans des communautés hors réseau, des efforts de secours d'urgence et des systèmes d'eau décentralisés.
Bien que l'évolutivité semble prometteuse, les chercheurs rencontreront probablement des défis dans le développement d'une solution qui reste efficace et pratique en dehors du laboratoire. Par exemple, le maintien de l'efficacité élevée observée dans les conditions de laboratoire – 14,19 litres d'eau par kilogramme de sorbant par jour – pourrait être problématique lors de la rétention de systèmes plus grands, car les facteurs environnementaux peuvent avoir un impact sur les performances.
De plus, les systèmes de récolte des eaux de pluie dans les zones urbaines nécessitent un entretien et des mises à niveau des infrastructures régulières. Par exemple, dans les villes indiennes comme Chennai et Hyderabad, la négligence des systèmes de récupération des eaux de pluie a conduit à leur détérioration et à leur efficacité réduite.
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