De petites « ailettes » adsorbantes collectent l’humidité et libèrent le liquide lorsqu’elles sont chauffées

L’eau propre et salubre est une ressource limitée et son accès dépend des plans d’eau locaux. Mais même les régions sèches contiennent de la vapeur d’eau dans l’air.

Pour récolter de petites quantités d’humidité, les chercheurs ont développé un appareil compact doté d’ailettes recouvertes d’un absorbant qui emprisonnent d’abord l’humidité, puis génèrent de l’eau potable lorsqu’elles sont chauffées. Ils affirment que le prototype pourrait aider à répondre à la demande croissante en eau, en particulier dans les zones arides. L’ouvrage a été publié dans Lettres énergétiques ACS.

L’atmosphère terrestre contient des milliards de litres d’eau douce sous forme de vapeur, mais il est difficile de collecter ce gaz incolore, transparent et dilué.

Auparavant, les chercheurs avaient développé des systèmes qui captaient la rosée ou le brouillard et regroupaient le liquide dans des conteneurs. Mais dans les zones sèches où il n’y a pas beaucoup de rosée, des matériaux spéciaux tels que des hydrogels sensibles à la température, des structures organométalliques ou des zéolites (aluminosilicates cristallins) peuvent aider à extraire de petites quantités d’humidité de l’air et à libérer l’eau lorsqu’elles sont chauffées.

Cependant, pour que ces absorbants soient pratiques pour une utilisation réelle, ils doivent être intégrés dans des appareils compacts et portables dotés d’une source de chaleur résiduelle, tels que des applications fonctionnant à des températures élevées ou des systèmes émettant de la chaleur comme sous-produit. Ainsi, Xiangyu Li, Bachir El Fil et leurs collègues ont développé un récupérateur d’humidité capable de répondre à ces spécifications.

Les chercheurs ont conçu des « ailerons » absorbant l’eau en plaçant une feuille de cuivre entre des mousses de cuivre recouvertes d’une zéolite disponible dans le commerce. Par rapport aux études précédentes axées sur le développement de matériaux, les auteurs affirment que la co-conception du lit d’adsorption avec les propriétés du matériau a abouti à de fines ailettes adsorbantes, compactes et capables de récolter rapidement l’eau.

Pour les démonstrations de faisabilité, ils ont créé un dispositif avec 10 petites ailettes adsorbantes placées côte à côte sur une plaque de base en cuivre à environ 2 millimètres de distance, une distance qui maximise la capture de l’humidité de l’air désertique contenant 10 % d’humidité relative. En une heure, les ailettes ont saturé puis libéré l’humidité emprisonnée une fois que la base a atteint 193 °C.

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

Les travaux identifient une opportunité clé de capture rapide de l’humidité et de récupération de l’eau de l’air sec, plusieurs fois par jour. Avec un développement ultérieur, ce système pourrait être intégré aux infrastructures existantes qui produisent de la chaleur résiduelle, telles que des bâtiments ou des véhicules de transport, pour offrir une option rentable pour produire de l’eau potable dans les régions arides, affirment les chercheurs.