La bouse fait de l’eau potable ? Une solution improbable à une crise mondiale


La bouse fait de l'eau potable ?  Une solution improbable à une crise mondiale

Yi Zheng, professeur agrégé de génie mécanique et industriel à Northeastern, tient un échantillon de filtre de dessalement fabriqué à partir de de vache et un autre fabriqué à partir de nids de frelons dans son laboratoire du bâtiment des sciences de la vie de Mugar. Crédit photo : Alyssa Stone / Université Northeastern

Yi Zheng a été inspiré par une visite estivale dans une ferme laitière locale. Il y avait des vaches et des chevaux, et cela, a noté Zheng, signifiait qu’il y avait du fumier partout.

En tant que professeur agrégé de génie mécanique et de génie industriel à Northeastern, Zheng est constamment à la recherche d’idées sur la façon de créer quelque chose de fonctionnel à partir de matériaux naturels. Il n’était pas encore sûr de l’objet utile qu’il pouvait fabriquer à partir d’excréments, mais Zheng était à peu près sûr que le matériau était prometteur. Et cela ne manquerait pas.

Le professeur a donc demandé au fermier un seau qu’il pourrait emporter avec lui dans son laboratoire. L’agriculteur s’est engagé, « en vain », se souvient Zheng.

Dans le même temps, Zheng s’interroge sur un problème mondial : la pénurie d’eau potable. Selon l’UNICEF, 1,42 milliard de personnes vivent dans des zones à forte ou extrêmement forte vulnérabilité à l’eau. Et ce n’est censé qu’empirer.

Comme solution possible, les ingénieurs ont travaillé pour trouver des moyens de convertir l’eau de mer en eau douce. Ils ont développé des outils pour éliminer tout le sel dans un processus appelé dessalement. Les usines de dessalement sont généralement basées sur un film mince qui agit comme un filtre qui extrait le sel de l’eau de mer lorsqu’il s’évapore à travers elle.

La bouse fait de l'eau potable ?  Une solution improbable à une crise mondiale

Le mercredi 14 octobre 2021, le professeur Yi Zheng mènera des travaux sur le dessalement de la biomasse pour le solaire à travers les déchets et les déchets de bureau dans son laboratoire du bâtiment Mugar des sciences de la vie pour servir d’évaporateur photothermique pour le traitement de l’eau de mer. Crédit photo : Alyssa Stone / Université Northeastern

« Mais ce matériau est assez cher à fabriquer et le matériau lui-même n’est pas durable », explique Zheng. De plus, « l’ensemble du processus de dessalement consomme de l’électricité ».

Zheng a pensé, pourquoi ne pouvons-nous pas simplement utiliser la lumière du soleil pour le dessalement ?

Sa vision n’était pas d’installer une série de panneaux solaires sur les usines de dessalement. Au contraire, Zheng a adopté une approche plus directe. Il voulait concevoir un filtre qui pourrait être placé sur l’eau de mer à l’extérieur et activé par la lumière du soleil. Aucune électricité requise.

C’est là qu’intervient la merde.

Lorsque Zheng a ramené le seau malodorant à son laboratoire, lui et son équipe ont décidé de le chauffer à 1 700 degrés Celsius (3 092 degrés Fahrenheit) pour tuer toutes les bactéries présentes dans les excréments. Après avoir fait cela, les chercheurs ont découvert qu’ils avaient fabriqué une forme de poudre de carbone. Ils ont fabriqué une mousse à partir de cette poudre noire, qu’ils ont transformée en un matériau très absorbant qui flotte à la surface de l’eau. Au soleil, l’eau sous le matériau noir se transformerait en vapeur et la traverserait.

La bouse fait de l'eau potable ?  Une solution improbable à une crise mondiale

Yi Zheng, professeur agrégé de génie mécanique et industriel à Northeastern, examine un nid de frelons pour son projet de dessalement dans son laboratoire du bâtiment Mugar des sciences de la vie. Crédit photo : Alyssa Stone / Université Northeastern

Zheng avait une idée que cette procédure ferait un bon dessalinisateur, alors il a collecté de l’eau de mer pour tester. Lorsque la vapeur de l’eau salée qui avait traversé le filtre à excréments s’est recondensée dans l’eau, elle était remarquablement fraîche. L’eau résultante était si fraîche, dit Zheng, que sa concentration en sodium était bien inférieure aux normes d’eau potable de l’Environmental Protection Agency des États-Unis.

Le fumier n’est pas le seul matériau naturel que Zheng et son équipe utilisent pour dessaler l’eau de mer au soleil. Les autres matériaux qu’ils utilisaient pour fabriquer un filtre à charbon à déclenchement solaire étaient des feuilles d’arbre, de l’encre de calmar, des carapaces de crabe et de homard, des nids de frelons et du papier de bureau. Leur approche est décrite dans un certain nombre de publications récentes dans les revues Rapports cellulaires science , Matériaux et interfaces appliqués ACS, ACS Oméga, Nanoéchelle et le Journal de la chimie des matériaux A.

« Les matériaux que nous utilisons sont entièrement naturels et durables », déclare Zheng. « Ce matériau naturel fonctionne bien, est peu coûteux, facile à trouver et facile à fabriquer. »

Cela signifie que cette technologie pourrait permettre aux communautés locales de construire leurs propres usines de dessalement, ce qui pourrait être important pour obtenir un accès équitable à l’eau potable dans le , explique Zheng. « Vous ne pouvez pas simplement mettre en une nanofabrication dans un village ou une ville, mais les gens peuvent simplement ramasser la merde d’une ferme locale et la brûler facilement.


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Plus d’information:
Andrew Caratenuto et al., Forest Waste to Clean Water: Natural Solar Dessalinator Made from Leaf Guar, Nanoéchelle (2021). DOI : 10.1039 / D1NR04883J

Xiaojie Liu et al., Hydrogel hybride entièrement à base de biomasse pour un dessalement solaire efficace avec des propriétés autonettoyantes au sel, Matériaux et interfaces appliqués ACS (2021). DOI : 10.1021 / acsami.1c11636

Xiaojie Liu et al., Dessalement d’eau de mer entièrement dérivé de la biomasse marine, Journal de la chimie des matériaux A (2021). DOI : 10.1039 / D1TA05068K

Yanpei Tian et al., Évaporateur photothermique recyclable fabriqué à partir de déchets agricoles, Rapports cellulaires science physique (2021). DOI : 10.1016 / j.xcrp.2021.100549

Fourni par l’Université du Nord-Est

Citation: Dung fait de l’eau potable? Une solution improbable à une crise mondiale (2021, 21 octobre), consulté le 21 octobre 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-10-manure-solution-global-crisis.html

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