Des chercheurs de l'Université de Cambridge ont réalisé une avancée majeure grâce à l'énergie solaire : un dispositif qui transforme simultanément l'eau contaminée en hydrogène propre et en eau potable purifiée. Inspirée de la photosynthèse, cette innovation a le potentiel de révolutionner les enjeux mondiaux liés à l'eau et à l'énergie, en offrant une solution polyvalente pour les environnements isolés. Découvrez en détail cette invention révolutionnaire qui nous propulse vers un avenir durable.
Des chercheurs de l'Université de Cambridge ont mis au point un dispositif remarquable alimenté à l'énergie solaire, capable de transformer l'eau contaminée ou l'eau de mer en hydrogène propre et en eau purifiée. Cette technologie révolutionnaire est utilisable à l'échelle mondiale et s'avère particulièrement précieuse dans les environnements aux ressources limitées ou non raccordés au réseau électrique. Contrairement aux versions précédentes de feuilles artificielles, qui produisaient de l'hydrogène à partir d'eau propre, ce dispositif fonctionne avec de l'eau polluée ou de l'eau de mer, tout en générant de l'eau potable.
Inspiré par la photosynthèse, processus par lequel les plantes transforment la lumière du soleil en nourriture, ce dispositif représente une avancée majeure pour répondre aux enjeux liés à la pénurie d'eau et d'énergie. Fonctionnant sans alimentation externe, il est particulièrement adapté aux zones reculées dépourvues d'infrastructures de traitement de l'eau.
Le Dr Chanon Pornrungroj, co-auteur principal de l'étude, explique : « Intégrer la production de carburants solaires et la purification de l'eau dans un seul dispositif est complexe. » La méthode traditionnelle d'électrolyse de l'eau par énergie solaire nécessite de l'eau pure pour éviter l'empoisonnement du catalyseur ou des réactions chimiques indésirables. Or, dans les régions où l'accès à l'eau potable et aux infrastructures de purification est limité, cela représente un véritable défi.
Ariffin Mohamad Annuar, co-auteur principal de l'étude, ajoute : « Un dispositif fonctionnant avec de l'eau contaminée pourrait résoudre deux problèmes simultanément : il permettrait de dissocier l'eau pour produire un carburant propre et de produire de l'eau potable. » Pour ce faire, les chercheurs ont mis au point un dispositif utilisant un photocatalyseur sur une maille de carbone nanostructurée qui absorbe efficacement la lumière et la chaleur. Le photocatalyseur génère de la vapeur d'eau, utilisée pour produire de l'hydrogène. La maille de carbone poreuse, hydrofuge et flottante, empêche les contaminants de perturber le processus.
De plus, le dispositif optimise l'utilisation de l'énergie solaire. Mohamad Annuar explique : « Le procédé de production de carburants solaires par la lumière n'exploite qu'une petite partie du spectre solaire. » Pour pallier ce problème, une couche absorbant les UV sur le dispositif favorise la production d'hydrogène, tandis que le reste du spectre solaire est transmis pour vaporiser l'eau.
En substance, ce dispositif imite une véritable feuille en reproduisant le processus de transpiration, ce qui le rend extrêmement polyvalent et adapté à diverses conditions d'eau. Les chercheurs entrevoient des retombées importantes, comme la réduction de la pollution de l'air intérieur due à la cuisson avec des combustibles polluants et l'accès à l'eau potable pour les 1.8 milliard de personnes dans le monde qui en sont privées.
Bien qu'il s'agisse d'une démonstration de faisabilité, les chercheurs soulignent la simplicité du dispositif et son adaptabilité à l'eau provenant de diverses sources. Le professeur Erwin Reisner, qui a dirigé les recherches, considère de telles innovations comme essentielles à une économie circulaire et à un avenir durable, permettant de relever les défis climatiques et sanitaires. L' étude a bénéficié du soutien de plusieurs organisations, illustrant ainsi l'importance de la collaboration pour développer des solutions novatrices.
