Les scientifiques ont développé deux nouvelles méthodes de dessalement
Presque simultanément, des ingénieurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign (UIUC) ont proposé de nouvelles façons de dessaler l'eau salée. La méthode MIT est basée sur les ondes de choc, et l'UIUC a utilisé un matériau poreux à l'échelle nanométrique pour séparer le sel de l'eau.S'il n'y a pas d'eau dans le robinet
La consommation mondiale d'eau augmente constamment et, dans certaines régions densément peuplées de la planète, elle commence à manquer. Le problème du manque d'eau douce n'est plus l'apanage des déserts africains. Malgré le fait que les océans couvrent 70% de la surface de notre planète, il y a très peu d'eau potable dessus.En Californie, en raison d'une sécheresse de trois ans, il manquait approximativement les précipitations annuelles , raison pour laquelle les autorités ont dû imposer des restrictions sur l'utilisation de l'eau. En Chine, l' une des plus grandes stations de dessalement est en cours de construction dans la baie de Bohai, près de la ville de Tangshan.Les méthodes courantes de dessalement de l'eau sont l'osmose inverse - pousser l'eau à travers une membrane qui retient les particules de sel, la distillation - bouillir, suivie de la collecte et du refroidissement de la vapeur, ou l'électrodialyse - changer la concentration des électrolytes en solution au moyen d'un courant électrique. Ces méthodes sont extrêmement consommatrices d'énergie.Dessalement de choc
Le travail des ingénieurs du MIT avec une méthode de dessalement inhabituelle dirigée par le professeur Martin Bazant a été publié dans la revue Environmental Science and Technology. «Il s'agit d'un processus de séparation fondamentalement nouveau qui est différent de tout le monde», explique Bazant. «Il permet une séparation sans membrane des ions et des molécules d'eau.»Dans l'électrodialyse conventionnelle, les membranes du septum sont fabriquées dans le récipient de séparation. Les membranes filtrantes permettent à l'eau de traverser et de piéger les plus grosses particules de sel. Ces membranes sont disposées alternativement et divisent le volume total en plusieurs cavités. Un courant électrique constant traverse le bain avec la solution, ce qui amène les ions des sels dissous en mouvement.Les ions chargés de manière opposée se déplacent dans des directions opposées, mais parce que la baignoire est remplie de membranes qui empêchent le mouvement des ions, les ions sont piégés sur la membrane la plus proche correspondant à leur charge et restent dans la cavité entre les deux membranes. En conséquence, une augmentation de la concentration ionique se produit entre une paire de membranes (cette eau est évacuée dans la mer) et une diminution se produit entre les autres, c'est-à-dire que de l'eau douce est obtenue.
Dans un nouveau processus appelé électrodialyse par choc, l'eau s'écoule à travers la fritte- matériau céramique poreux. Des deux côtés, la masse de matière est délimitée par des électrodes. Un courant continu suffisamment fort circulant entre les électrodes conduit à l'apparition d'une onde de choc dans le flux, divisant clairement le flux en deux parties - dont l'une est extrêmement salée et l'autre est de l'eau douce. Il ne reste plus qu'à séparer les flux avec une simple partition.Dans ce procédé, les membranes ne sont pas utilisées, rien n'est bouché et ne nécessite pas de nettoyage, tout en assurant un débit constant d'eau à travers un matériau peu coûteux à fabriquer. L'effet sous-jacent au processus a été découvert il y a plusieurs années par des scientifiques de l'Université de Stanford.Les experts du MIT affirment que le procédé peut être utilisé non seulement pour le dessalement, mais aussi pour le traitement de l'eau. Par exemple, dans le processus de fracturation hydraulique, il se forme beaucoup d'eau salée et polluée qui pourrait être nettoyée de cette façon. De plus, selon les scientifiques, le courant électrique nécessaire à l'organisation du processus est suffisamment puissant pour tuer les bactéries et stériliser l'eau.Une approche subtile du dessalement
Les ingénieurs de l'Illinois, cependant, offrent leur propre option pour dessaler l'eau en la filtrant à travers une membrane. Cependant, leur membrane en bisulfure de molybdène n'a que quelques nanomètres d'épaisseur. Les ingénieurs de l'UIUC affirment que leur filtre est beaucoup plus avantageux sur le plan énergétique que les filtres à osmose inverse conventionnels, qui sont chers.Le dessalement de l'eau à travers les filtres nécessite généralement beaucoup de pression et les membranes se bouchent rapidement et nécessitent un nettoyage ou un remplacement. Mais selon les ingénieurs, la pression requise pour dessaler l'eau est proportionnelle à l'épaisseur de la membrane. De nombreux scientifiques ont même essayé d'utiliser du graphène pour filtrer l'eau, mais ils ont rencontré des difficultés spécifiques pour interagir avec le graphène.Les ingénieurs de l'UIUC ont pris du disulfure de molybdène car il contient du molybdène entouré de deux atomes de soufre. En conséquence, une mince «feuille» de MoS 2 contient du soufre à l' extérieur et du molybdène à l'intérieur. Si un trou est fait dans une telle feuille, il y aura un anneau d'atomes de molybdène autour de lui.
«Les avantages du filtre MoS 2 sont que le molybdène attire l'eau et repousse le soufre, ce qui garantit un taux élevé de passage de l'eau à travers le trou», a déclaré Mohammad Heiranian, auteur de l'ouvrage. "Cette propriété est chimiquement incorporée dans le MoS 2 , elle n'a donc pas besoin d'être spécialement préparée ou modifiée de quelque manière que ce soit, contrairement au graphène, où une telle préparation est un processus très complexe."Comment allons-nous dessaler?
Les progrès ne s'arrêtent pas et les nouvelles technologies apparaissent très rapidement. Le temps dira laquelle de ces idées passera l'épreuve de la réalité. Il est possible que pour augmenter l'efficacité, différentes technologies soient utilisées ensemble. L'essentiel est qu'en conséquence, ils donnent beaucoup d'eau douce à la fois pour la boisson et pour la nourriture - après tout, les principaux consommateurs d'eau douce sont les fermes.Source: https://habr.com/ru/post/fr386527/
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