Une nouvelle solution pour extraire de l'eau potable de l'air

La pénurie d'eau potable et les difficultés d'accès à cette ressource vitale posent des défis majeurs dans de nombreuses régions du monde. C'est dans ce contexte que des chercheurs ont développé un dispositif compact capable de récolter l'humidité de l'air pour produire de l'eau potable, même dans les zones les plus arides.


Les chercheurs ont mis au point un dispositif innovant, décrit dans ACS Energy Letters, composé d'ailettes recouvertes d'un matériau absorbant. Ces ailettes piègent l'humidité de l'air ambiant, qui est ensuite libérée sous forme d'eau potable lorsqu'elles sont chauffées. Ce prototype pourrait répondre aux besoins croissants en eau, particulièrement dans les régions arides.

L'atmosphère terrestre contient des billions de litres d'eau douce sous forme de vapeur. Toutefois, la collecte de cette ressource invisible et diluée reste un défi. Les systèmes actuels capturent principalement la rosée ou le brouillard, mais dans les zones sèches, de nouveaux matériaux comme les hydrogels sensibles à la température, les cadres organométalliques ou les zéolithes (aluminosilicates cristallins) peuvent extraire de petites quantités d'humidité de l'air et libérer l'eau en chauffant.

Pour rendre ces absorbants pratiques, ils doivent être intégrés dans des dispositifs compacts et portables utilisant une source de chaleur résiduelle. C'est dans ce but que Xiangyu Li, Bachir El Fil et leurs collègues ont développé un collecteur d'humidité répondant à ces spécifications.

Les chercheurs ont conçu des "ailettes" adsorbantes en insérant une feuille de cuivre entre des mousses de cuivre revêtues de zéolite (disponible dans le commerce). Contrairement aux études précédentes qui se concentraient sur le développement de matériaux, cette co-conception du lit d'adsorption et des propriétés des matériaux a permis d'obtenir des ailettes fines, compactes et capables de récolter rapidement l'eau.


Pour démontrer ce concept, ils ont créé un dispositif avec dix petites ailettes adsorbantes placées côte à côte sur une plaque de base en cuivre, espacées de 2 millimètres. Cette configuration optimise la capture de l'humidité dans un air de type désertique avec une humidité relative de 10 %. En une heure, les ailettes se saturent et libèrent ensuite l'humidité piégée lorsque la base atteint 184°C.

En extrapolant ces résultats à 24 cycles de collecte et de libération, l'équipe a calculé qu'un litre de revêtement absorbant sur les ailettes pourrait produire jusqu'à 1,3 litre d'eau potable par jour dans un air avec une humidité relative de 30 %. Ce volume est deux à cinq fois supérieur à celui des dispositifs précédemment développés.

Cette étude ouvre des perspectives intéressantes pour la capture rapide de l'humidité et la récolte d'eau à partir d'air sec, plusieurs fois par jour. Avec des développements supplémentaires, ce système pourrait être intégré aux infrastructures existantes produisant de la chaleur résiduelle, comme les bâtiments ou les véhicules de transport, pour fournir une solution rentable et durable de production d'eau potable dans les régions arides.

Bachir El Fil, co-auteur de l'étude, conclut: "Ce dispositif pourrait contribuer à répondre à la demande croissante en eau, en particulier dans les zones où l'accès à cette ressource est limité".