Un processus simple convertit les déchets de fruits en eau

Dec 05, 2023

Les distillateurs solaires constituent un moyen astucieux et simple de purifier l’eau sale ou salée, mais ils fonctionnent à un rythme plutôt lent. Il a été démontré qu'un nouveau matériau améliore leurs performances : il est fabriqué à partir de déchets de fruits qui autrement seraient jetés.

Dans sa forme la plus élémentaire, un alambic solaire conventionnel consiste en un bassin d’eau non potable placé sous un couvercle transparent. L'eau s'évapore lorsqu'elle est chauffée par le soleil et se condense sur la surface intérieure de la couverture. Cette condensation – qui est de l’eau pure et propre – coule sur le couvercle et est collectée dans un récipient séparé pour être bue.

Afin de réchauffer plus rapidement l’eau sale/salée, les scientifiques ont développé des matériaux qui flottent à sa surface, convertissant la lumière du soleil en chaleur. Et bien que ces matériaux soient fabriqués à partir d’un certain nombre d’ingrédients différents, ils utilisent généralement du carbone obtenu à partir du charbon.

À la recherche d’une alternative moins coûteuse et plus écologique, Asst. Le professeur Edison Ang et ses collègues de l'Université technologique Nanyang de Singapour se sont penchés sur quelque chose qui n'a pas besoin d'être extrait, qui est gratuit et qui autrement serait simplement éliminé : les déchets de fruits. Plus précisément, les scientifiques ont testé des coques de noix de coco, des écorces d'orange et des écorces de banane.

Au cours d'un simple processus de carbonisation en deux étapes, les déchets de fruits ont été chauffés à 850 ºC (1 562 ºF) pendant quelques heures et mélangés à un réactif au molybdène. Cela a transformé les déchets en feuilles de carbure de molybdène bidimensionnel, qui appartient à une famille de métaux appelés MXènes. Entre autres choses, les MXènes sont hydrophiles (attirant l’eau) et ont un rendement de conversion lumière-chaleur très élevé.

Lorsqu'elles ont été testées dans un petit distillateur solaire, des feuilles carrées de carbure de molybdène photothermique se sont révélées très efficaces pour convertir la lumière du soleil en chaleur, provoquant l'évaporation de l'eau de mer simulée sous-jacente beaucoup plus rapidement qu'elle ne le ferait autrement. Et comme le matériau est très poreux, les gouttelettes de vapeur d'eau ont pu monter à travers celui-ci, se condensant ensuite à l'intérieur du couvercle de l'alambic.

Le matériau dérivé des coques de noix de coco fonctionne le mieux, car il convertit la lumière du soleil en chaleur avec un taux d'efficacité de 94 %.

Le professeur Ang et son équipe développent actuellement la technologie et recherchent des partenaires industriels pour les aider à la commercialiser.

Source : Université technologique de Nanyang