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Posté par Isabelle le Mercredi 04/01/2017 à 12:00
Vers un système zéro-énergie pour la dépollution des eaux
Les procédés électrochimiques d'oxydation sont particulièrement efficaces pour traiter les eaux chargées en polluants organiques. Mais ces procédés basés sur un générateur de courant produisant des radicaux oxydants, capables de minéraliser les polluants, restent coûteux. Une approche originale, sans générateur externe de courant, vient d'être développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille des droites normales à la...) par une équipe de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for...) européen des membranes (CNRS/Université de Montpellier/ENSCM). Ce système "zéro-énergie" fonctionne à partir de carbohydrates et d'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) dissous. Il est capable de générer un courant suffisant pour produire directement les radicaux oxydants. Les résultats de cette étude sont parus dans la revue J. Mat. Chem. A.


© Marc Cretin
Un certain nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de contaminants organiques présents dans les eaux usées résistent aux traitements classiques de dégradation biologiques ou chimiques (hormones, composés phénoliques, antibiotiques...). Les normes de rejet des effluents devenant de plus en plus sévères, les procédés d'oxydation, qui combinent plusieurs réactifs pour produire des radicaux hydroxyles, s'avèrent très efficaces. Cependant, leurs coûts élevés d'investissement et de fonctionnement limitent leur développement industriel dans la filière (Une filière est une suite de formalités, d'emplois à remplir avant d'arriver à un certain résultat: la filière administrative.) de traitement des eaux.

Un système "zéro-énergie" a ainsi été imaginé par l'équipe de l'Institut européen des membranes (IEM). Ce système hybride (En génétique, l'hybride est le croisement de deux individus de deux variétés, sous-espèces (croisement intraspécifique), espèces (croisement interspécifique) ou genres (croisement...) intègre une pile à combustible (Une pile à combustible est une pile où la fabrication de l'électricité se fait grâce à l'oxydation sur une électrode d'un combustible réducteur (par exemple...) alimentée à l'anode (L'anode est l'électrode où a lieu une réaction électrochimique d'oxydation (menant à la production d'électrons) par opposition à la cathode où se produit une réaction électrochimique de...) par des carbohydrates (par exemple des sucres) capable de générer un courant suffisant pour alimenter une cathode (La cathode est une électrode siège d'une réduction, que l'on qualifie alors de réduction cathodique. Elle correspond à la borne positive (+) dans une pile électrique qui débite et à la borne négative du générateur...) et produire le peroxyde (Un peroxyde est un composé chimique de formule générale R-O-O-R', le groupe -O-O- étant appelé peroxyle (abrégé "peroxo" quand il est mis en préfixe). Ces composés comportent une plus grande...) d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.).

Pour que ce procédé fonctionne de façon optimale, il est important que la différence de potentiel entre l'anode et la cathode soit élevée et que les réactions électrochimiques s'effectuent rapidement aux électrodes. Pour ce faire, les chercheurs de l'IEM ont mis au point (Graphie) des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) d'électrode à base de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) dopé présentant une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...) spécifique et une réactivité élevées.
Le système a déjà été testé pour dégrader des molécules organiques modèles. Les résultats sont particulièrement prometteurs. Ce procédé de dépollution, qui permet de contrôler la production in situ des radicaux oxydants, présente maintenant un coût de fonctionnement très faible.

Référence:
Thi Xuan Huong Le, Roseline Esmilaire, Martin Drobek, Mikhael Bechelany, Cyril Vallicari, Duy Linh Nguyen, Anne Julbe, Sophie Tingry & Marc Cretin
Design of a novel fuel cell-Fenton system: a smart (Smart est une société allemande et une marque du groupe DaimlerChrysler créée en 1996 avec l'aide de Swatch Group. Elle construit des voitures de la gamme petite citadine....) approach to zero energy depollution
J. Mat. Chem. A 12 septembre 2016
DOI: 10.1039/C6TA05443A

Contacts chercheurs:
Marc Cretin, Institut Européen des membranes – Montpellier
Mikhael Bechelany, Institut Européen des membranes – Montpellier

Contacts institut:
Christophe Cartier dit Moulin (Un moulin est une machine à moudre les grains de céréale en farine et, par analogie, une machine à broyer, piler, pulvériser diverses substances et à extraire certains...), Stéphanie Younes

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Source: CNRS-INC