Le professeur adjoint Edison Ang (à gauche) avec des échantillons de déchets de fruits et de carbure de molybdène. Un de ses collègues tient un alambic solaire équipé d’une feuille noire de ce dernier matériau.
Les alambics solaires constituent un moyen simple et astucieux de purifier l’eau sale ou salée, mais ils fonctionnent à un rythme plutôt lent. Il a été démontré qu’un nouveau matériau, fabriqué à partir de déchets de fruits qui seraient autrement jetés, pouvait améliorer leurs performances.
Dans sa forme la plus élémentaire, un alambic solaire classique consiste en un bassin d’eau non potable placé sous un couvercle transparent. L’eau s’évapore sous l’effet de la chaleur du soleil et se condense sur la surface intérieure du couvercle. Cette condensation – qui est de l’eau pure et propre – s’écoule le long du couvercle et est recueillie dans un réceptacle séparé pour être bue.
Afin de réchauffer plus rapidement l’eau sale/salée, les scientifiques ont mis au point des matériaux qui flottent à sa surface, convertissant la lumière du soleil en chaleur. Et si ces matériaux ont été fabriqués à partir d’un certain nombre d’ingrédients différents, ils utilisent généralement du carbone obtenu à partir du charbon.
À la recherche d’une alternative moins coûteuse et plus respectueuse de l’environnement, le professeur adjoint Edison Ang et ses collègues de l’université technologique Nanyang de Singapour se sont tournés vers un élément qui ne doit pas être exploité, qui est gratuit et qui, autrement, serait tout simplement éliminé : les déchets de fruits. Plus précisément, les scientifiques ont essayé les coques de noix de coco, les pelures d’orange et les peaux de banane.
Dans un processus simple de carbonisation en deux étapes, les déchets de fruits ont été chauffés à 850 ºC (1 562 ºF) pendant quelques heures, puis mélangés à un réactif à base de molybdène. Cette opération a transformé les déchets en feuilles de carbure de molybdène bidimensionnel, qui appartient à une famille de métaux connus sous le nom de MXenes. Les MXènes sont, entre autres, hydrophiles (ils attirent l’eau) et leur rendement de conversion lumière-chaleur est très élevé.
Un regard plus attentif sur l’alambic solaire utilisé dans l’étude
Testées dans un petit alambic solaire, des feuilles carrées de carbure de molybdène photothermique se sont révélées très efficaces pour convertir la lumière du soleil en chaleur, provoquant l’évaporation de l’eau de mer simulée sous-jacente beaucoup plus rapidement qu’elle ne le ferait autrement. Et comme le matériau est très poreux, les gouttelettes de vapeur d’eau ont pu s’élever à travers lui, puis se condenser sur l’intérieur du couvercle de l’alambic.
Le matériau dérivé des coques de noix de coco a donné les meilleurs résultats, puisqu’il a converti la lumière du soleil en chaleur avec un taux d’efficacité de 94 %.
Le professeur Ang et son équipe poursuivent actuellement le développement de cette technologie et recherchent des partenaires industriels pour les aider à la commercialiser.
