Désaliniser l’eau en utilisant du graphene

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5 février 2016

Même si environ 75% de la surface de la terre est recouverte d’eau, il se trouve que seulement une mince part est assimilable par le corps humain à cause de la présence de sel dans l’eau de mer.
Arriver à transformer de l’eau salée en eau potable devient de plus en plus important avec l’accélération du réchauffement climatique. Les principaux freins à la désalinisation sont le coût élevé ainsi que le faible rendement des techniques actuelles qui en limite grandement l’utilisation dans les zones faiblement développées. Des chercheurs ont récemment réussi à soustraire les molécules de sel présentes dans l’eau en utilisant un nouveau procédé à base de graphene.

Le graphene

Tout le monde connait le graphite. C’est tout simplement ce matériau constituant votre mine de crayon. En réalité, le graphite se compose d’un très grand nombre de couches monoatomiques de carbone, empilées les unes sur les autres. Des chercheurs de l’université de Manchester ont réussi il y a quelques années à soustraire une seule de ces couches pour en étudier sa physique propre. Seulement quelques années après cette découverte, ils furent récompensés par un prix Nobel et de nouvelles idées d’applications utilisant ce matériau, purement bidimensionnel, apparaissent chaque jour. L’une d’entre elles est l’utilisation du graphene pour la désalinisation des eaux de mer.

Une découverte encourageante

Des chercheurs de plusieurs universités américaines ont testé le potentiel du graphene pour cette application spécifique. Le graphene présente l’avantage majeur d’être à la fois résistant, flexible et hautement imperméable. Le graphene dans notre cas précis est fabriqué grâce à un procédé de dépôt chimique en phase vapeur. Une couche mince de cuivre est placée dans un four chauffé à haute température. Un gaz riche en atome de carbone est introduit dans le four et en ajustant les paramètres de température et de pression, il en résulte une monocouche de carbone,le graphene, déposé à la surface du cuivre. Le graphene est ensuite transféré sur un substrat présentant de petits trous (environ dix fois plus petits que la largeur d’un cheveux). Les chercheurs ont pu mettre en évidence tout d’abord que malgré sa finesse ultime, le graphene était entièrement imperméable. Par la suite, utilisant un gaz ionisé, les auteurs ont réussi à perforer le graphene à l’échelle nanométrique. Il a alors été possible d’observer que les molécules d’eau pouvaient traverser le feuillet de graphene alors que le sel (NaCl) ne le pouvait.
Ce résultat est très encourageant car il pourrait permettre un processus de désalinisation à moindre coût et sans utilisation de procédé chimique.

Auteur : Fabien Lafont, Post-doctorant,The Weizmann institute of sciences

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