Le filtre solaire à nanofils-nanotubes offre un accès facile à de l’eau potable propre

Le filtre solaire à nanofils-nanotubes offre un accès facile à de l'eau potable propre

Le prototype du purificateur d’eau détenu par l’étudiant en projet de Master Jérôme Gabathuler. Crédit : EPFL

Aujourd’hui encore, l’eau potable est un privilège pour de nombreuses personnes dans le monde. Selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), au moins 1,8 milliard de personnes consomment de l’eau contaminée par des matières fécales, et d’ici 2040, une grande partie du monde subira un stress hydrique en raison de ressources insuffisantes en eau potable. Pendant ce temps, selon le Fonds des Nations Unies pour l’enfance (UNICEF), environ 1 800 enfants meurent chaque jour de diarrhée à cause d’un approvisionnement en eau insalubre, qui provoque des maladies comme le choléra.

Il est donc devenu impératif de développer des moyens efficaces et rentables de décontaminer l’eau. Et c’est exactement ce qu’a accompli une équipe de scientifiques dirigée par László Forró à l’EPFL, avec un nouveau filtre de purification d’eau qui combine du dioxyde de titane (TiO2) des nanofils et des nanotubes de carbone alimentés uniquement par la lumière du soleil.

Les scientifiques montrent d’abord que le TiO2 les nanofils par eux-mêmes peuvent efficacement purifier l’eau en présence de la lumière du soleil. Mais l’entrelacement des nanofils avec des nanotubes de carbone forme un matériau composite qui ajoute une couche supplémentaire de décontamination en pasteurisant l’eau, tuant les agents pathogènes humains tels que les bactéries et les gros virus.

L’idée est que lorsque la lumière UV – du spectre visible de la lumière du soleil – frappe le filtre, elle le fait produire un groupe de molécules appelées espèces réactives de l’oxygène (ROS). Ceux-ci comprennent le peroxyde d’hydrogène (H2O2), hydroxyde (OH) et oxygène (O2-), et sont connus pour être des tueurs efficaces d’agents pathogènes.

Le filtre solaire à nanofils-nanotubes offre un accès facile à de l'eau potable propre

Le processus de filtrage et de stérilisation du dispositif de purification de l’eau. À gauche, un exemple de micro-organismes qui contaminent couramment l’eau potable. Les pathogènes sont piégés à la surface du filtre à base de composite nanofil-nanotube de carbone. À droite, une illustration de la façon dont la lumière UV génère des espèces réactives de l’oxygène à la surface de l’éclairage UV du filtre. Crédit : Horváth et al.

Les chercheurs ont testé leur appareil avec la bactérie E. Coli, le “gold-standard” pour les études de survie bactérienne, mais il devrait fonctionner avec d’autres bactéries pathogènes, telles que Campylobacter jejuni (un pathogène commun provoquant la diarrhée dans le monde développé), Giardia lamblia (micro-organisme qui cause l’infection intestinale giardiase), Salmonella, Cryptosporidium (cause la cryptosporidiose diarrhéique), le virus de l’hépatite A et Legionella pneumophila (cause la maladie du légionnaire). L’appareil est exceptionnellement apte à éliminer tous les agents pathogènes de l’eau et montre des résultats prometteurs même pour éliminer les micropolluants, tels que les pesticides, les résidus de médicaments, les cosmétiques, etc.

“En étroite collaboration entre chimistes, physiciens et biologistes, nous avons développé un dispositif de purification de l’eau très efficace, qui n’a besoin d’aucune source d’énergie mais de la lumière du soleil”, explique Forró. “Notre prototype peut fournir de l’eau potable même dans des endroits éloignés à de petites populations et pourrait être facilement étendu. C’est une grande réussite et un important ‘produit secondaire’ de ce projet est qu’il a attiré un grand nombre de personnes talentueuses et des étudiants motivés qui se soucient des questions environnementales, de la durabilité.”

Dans leur article, publié dans le Nature revue partenaire npj Eau Propre, les chercheurs présentent un prototype du filtre et font des suggestions pour de nouvelles améliorations. “Je suis convaincu que cela créera un suivi solide dans les communautés scientifiques polyvalentes et, espérons-le, dans les agences de financement”, déclare Endre Horváth, le scientifique principal du projet.


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Plus d’information:
E. Horváth et al, Purification d’eau solaire avec filtre nanocomposite photocatalytique à base de TiO2 nanofils et nanotubes de carbone, npj Eau Propre (2022). DOI : 10.1038 / s41545-022-00157-2

Provided by
Ecole Polytechnique Federale de Lausanne

Citation: Le filtre solaire nanowire-nanotube offre un accès facile à l’eau potable (7 avril 2022) récupéré le 7 avril 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-04-solar-nanowire-nanotube-filter-easy-access. html

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