L'équipe de recherche de la Faculté d'ingénierie de Princeton a publié ses derniers résultats dans la revue Water Research, confirmant la faisabilité de l'utilisation d'eaux usées régénérées à la place de l'eau pure pour l'électrolyse de production d'hydrogène. Cette percée technologique pourrait réduire les coûts de traitement de l'eau de 47 %, offrant une nouvelle voie pour la décarbonisation des industries difficiles à électrifier, telles que l'acier et les engrais.

L'équipe de recherche a découvert que le processus actuel d'électrolyse de production d'hydrogène consomme de grandes quantités d'eau pure, augmentant les coûts et exerçant une pression sur les systèmes d'approvisionnement en eau locaux. L'auteur principal de l'étude, le professeur Z. Jason Ren, a souligné : « Les infrastructures d'hydrogène entrent souvent en compétition avec les ressources locales en eau douce. Mais chaque ville dispose d'une usine de traitement des eaux usées, ce qui représente une source d'eau très décentralisée pour l'économie de l'hydrogène. » L'équipe a comparé systématiquement l'efficacité de production d'hydrogène entre l'eau pure et les eaux usées régénérées à l'aide d'un électrolyseur à membrane échangeuse de protons.

Les expériences menées par l'étudiant au doctorat Lin Du montrent que les performances du système diminuent lors de l'utilisation d'eaux usées régénérées. Grâce à des tests électrochimiques et à des techniques d'imagerie microscopique, les chercheurs ont confirmé que les ions calcium et magnésium étaient la principale cause du blocage de la membrane. L'équipe a proposé une solution consistant à ajouter de l'acide sulfurique à l'eau ; les expériences ont confirmé que le traitement d'acidification permettait un fonctionnement stable du système pendant plus de 300 heures. Le professeur Ren a expliqué : « Éliminer tous les ions pour que l'électrolyseur utilise de l'eau ultrapure est très coûteux. Maintenant, il suffit d'une légère acidification pour que l'eau contenant des ions fonctionne de manière continue. »

Une nouvelle membrane nanofibreuse à base de cyclodextrine améliore l'élimination des micropolluants dans le traitement de l'eau L'équipe de recherche de l'Université Cornell a développé une membrane nanofibreuse à base de cyclodextrine, qui a démontré une capacité élevée d'élimination des micropolluants dans l'eau lors de tests en laboratoire.

Cette membrane nanofibreuse à base de cyclodextrine est préparée par la technique d'électrofilage et peut éliminer environ 90 % du triclosan dans l'eau. Le triclosan est un agent antibactérien largement présent dans les produits de soins personnels, qui peut avoir un impact sur les organismes aquatiques une fois entré dans l'environnement aquatique. La membrane présente également une efficacité d'élimination pour d'autres micropolluants tels que l'antibiotique ciprofloxacine et l'ingrédient de crème solaire oxybenzone.

L'équipe de recherche a validé les performances de la membrane nanofibreuse à base de cyclodextrine par des expériences. Dans les 15 premières minutes, le matériau a éliminé environ 75 % des polluants d'une solution de triclosan à une concentration de 11 mg/L. À l'état de saturation après 6 heures, le taux d'élimination total était d'environ 88 %. Aboelkheir a indiqué : « Les fibres produites par électrofilage ont un diamètre inférieur à 1 micromètre, offrant une grande surface spécifique et de bonnes propriétés d'adsorption. »

L'une des caractéristiques de la membrane nanofibreuse à base de cyclodextrine est sa réutilisabilité. Comparée aux adsorbants en poudre traditionnels, cette membrane peut être régénérée par lavage. Uyar a souligné : « En tant que scientifiques des fibres, nous explorons continuellement les applications des matériaux fibreux. Cette membrane à base de cyclodextrine peut être utilisée directement comme matériau de filtration, sans structure de support supplémentaire. »

L'équipe de recherche a testé l'efficacité de la membrane nanofibreuse à base de cyclodextrine dans des échantillons d'eau réels. Les échantillons d'eau ont été prélevés dans des puits d'eau souterraine et une usine de traitement des eaux usées de la région de Flat Rock ; les résultats des tests montrent que le matériau maintient sa capacité d'élimination des micropolluants dans différentes conditions de qualité d'eau. Cette membrane, fabriquée à partir d'un dérivé d'amidon de maïs, présente également des propriétés biodégradables, ce qui la rend plus durable que les matériaux traditionnels comme le charbon actif.