Production d'électricité et filtration des eaux usées simultanées

23 février 2023

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par le Conseil national de recherches sur la science et la technologie

La purification de diverses ressources en eau, telles que l'eau de pluie, l'eau de mer, l'eau souterraine, l'eau de rivière, les eaux usées et les eaux usées, en eau potable ou utilisable est un processus à haute énergie. Mais que se passerait-il si de l'électricité pouvait être générée pendant le processus de purification de l'eau ? Une équipe de recherche conjointe a maintenant développé une membrane multifonctionnelle qui peut simultanément générer de l'électricité tout en purifiant les eaux usées en eau potable.

L'Institut coréen des sciences et technologies (KIST) a annoncé que l'équipe du Dr Ji-Soo Jang du Centre de recherche sur les matériaux électroniques et l'équipe du professeur Tae-Gwang Yoon du Département des sciences et de l'ingénierie des matériaux de l'Université de Myongji ont développé conjointement une membrane avancée qui peut simultanément fournir de l'eau potable et générer de l'électricité en continu à partir de diverses ressources en eau, telles que les eaux usées/eaux usées, l'eau de mer et les eaux souterraines.

La membrane "sandwich-like" est composée d'une membrane poreuse qui filtre l'eau en bas et d'un polymère conducteur qui génère de l'électricité en haut. La membrane est conçue pour purifier les eaux usées en contrôlant la direction du flux d'eau. L'eau s'écoulant perpendiculairement à la membrane génère un courant continu par le mouvement des ions dans une direction horizontale. La membrane peut rejeter plus de 95% des contaminants de tailles inférieures à 10 nm. Ainsi, les microplastiques et les particules de métaux lourds dans les eaux usées peuvent être éliminés et de l'électricité continue peut être générée pendant plus de 3 h avec seulement 10 µl (microlitre) d'eau.

Étant donné que la membrane peut être fabriquée à l'aide d'un processus d'impression simple sans restriction de taille, elle a un fort potentiel de commercialisation en raison de ses faibles coûts de fabrication et de son temps de traitement.

L'équipe de recherche mène actuellement des recherches de suivi pour produire de l'électricité tout en améliorant la qualité de l'eau des eaux usées au niveau de l'eau potable en développant la membrane pour une véritable usine. Le Dr Ji-Soo Jang du KIST a exprimé son opinion sur la recherche en disant : « En tant que nouvelle technologie qui peut résoudre [le] problème de la pénurie d'eau et produire simultanément une énergie respectueuse de l'environnement, elle a également de grandes applications potentielles dans le système de gestion de la qualité de l'eau et le système d'alimentation de secours.

Cette recherche a été publiée dans Advanced Materials et sélectionnée pour figurer sur la couverture du numéro.

Plus d'information: Ji‐Soo Jang et al, Comportement bidirectionnel du courant d'eau sur une membrane multifonctionnelle pour la production d'énergie et la purification simultanées de l'eau, Advanced Materials (2022). DOI : 10.1002/adma.202209076