Des scientifiques de l’Université du Texas et de l’Université Penn State pensent avoir trouvé la clé pour résoudre le problème mondial de l’eau douce.
Kaitlin Brickey, coauteure de Paper et étudiante diplômée en génie chimique de Penn State, a utilisé un microscope électronique de mise en conserve pour examiner comment des poches denses dans les membranes pourraient entraver les efforts efficaces de filtration de l’eau.
Produire de l’eau propre à moindre coût pourrait se profiler à l’horizon après que des chercheurs de l’Université du Texas à Austin et Penn State ont résolu un problème complexe de dessalement qui a déconcerté les scientifiques pendant des décennies.
Les membranes de dessalement éliminent le sel et d’autres produits chimiques de l’eau, un processus essentiel à la santé de la société, nettoyant des milliards de gallons d’eau pour l’agriculture, la production d’énergie et la consommation. L’idée semble simple – pousser l’eau salée à travers et l’eau propre sort de l’autre côté – mais il contient des subtilités complexes que les scientifiques tentent encore de comprendre.
L’équipe de recherche a résolu un aspect important de ce mystère, ouvrant la porte à la réduction des coûts de production d’eau potable. Ils ont déterminé que les membranes de dessalement sont incohérentes dans la densité et la distribution de masse, ce qui peut contenir leur performance. Selon l’équipe, la densité uniforme à l’échelle nanométrique est la clé pour augmenter la quantité d’eau propre que ces membranes peuvent créer.
« Les membranes d’osmose inverse sont largement utilisées pour nettoyer l’eau, mais il y a encore beaucoup de choses que nous ne savons pas à leur sujet », a déclaré Manish Kumar, professeur agrégé au Département de génie civil, architectural et environnemental de l’UT Austin, qui a co-dirigé la recherche. « Nous ne pouvions pas vraiment dire comment l’eau se déplace à travers eux, de sorte que toutes les améliorations au cours des 40 dernières années ont essentiellement été faites dans l’obscurité. »
L’article, publié en Science documente une augmentation de l’efficacité dans les membranes testées de 30-40 pour cent, ce qui signifie qu’ils peuvent nettoyer plus d’eau tout en utilisant beaucoup moins d’énergie. Cela pourrait entraîner un meilleur accès à l’eau potable et une baisse des factures d’eau pour les maisons individuelles et les grands utilisateurs.
Les membranes d’osmose inverse fonctionnent en appliquant une pression sur la solution d’alimentation salée d’un côté. Les minéraux y restent pendant que l’eau passe. Bien que plus efficace que les processus de dessalement non membranaires, il faut encore une grande quantité d’énergie, selon les chercheurs, et l’amélioration de l’efficacité des membranes pourrait réduire ce fardeau.
« La gestion de l’eau douce devient un défi crucial dans le monde entier », a déclaré Enrique Gomez, professeur de génie chimique à Penn State, qui a co-dirigé la recherche. « Avec les pénuries, les sécheresses et les conditions météorologiques de plus en plus sévères, on s’attend à ce que ce problème devienne encore plus important. Il est d’une importance cruciale d’avoir une disponibilité d’eau potable, en particulier dans les zones à faibles ressources.
