EPFL-Valais: comment produire de l'énergie en dépolluant l'eau
© 2018 Sabine Papilloud / Le Nouvelliste
Deux chercheurs de l’EPFL-Valais ont découvert un matériau capable de dégrader les polluants présents dans l’eau, tout en produisant de l’hydrogène. Celui-ci peut être capturé et utilisé comme carburant.
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«On pourra produire du carburant en dépolluant l’eau», résume Kyriakos Stylianou, chercheur à l’Institut des sciences et du génie chimique de l’EPFL-Valais. Avec sa collègue Stavroula-Alina Kampouri, ils ont découvert un moyen d’utiliser un nouveau type de matériau très prometteur, des structures organométalliques (MOF), pour créer de l’hydrogène tout en dégradant les polluants organiques présents dans l’eau. Cette découverte présente de nombreuses applications potentielles, particulièrement dans le secteur du traitement des eaux usées.
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Usine électrique de dépollution
Ce nouveau type de MOF ouvre le champ des possibles. «En continuant nos recherches dans ce secteur, nous pourrions envisager de développer des systèmes de traitement des eaux usées qui produiraient de l’hydrogène. Cela combinerait deux secteurs: la production électrique et la gestion des eaux usées», assure Stavroula-Alina Kampouri. Et son confrère de poursuivre: «A plus petite échelle, nous pouvons également imaginer installer ce système dans des machines à laver le linge. L’énergie produite permettrait de chauffer l’eau par exemple.»
Une approche novatrice
Le matériau développé réagit à la lumière, il est donc photosensible. Sous les rayons du soleil, il se transforme simultanément de deux manières différentes. «Tout d’abord il produit de l’hydrogène, ce qui représente actuellement un gigantesque champ de recherche. Et il y a l’oxydation des polluants organiques, un deuxième champ de recherche. Nous avons désiré combiner les deux», explique l’assistante de recherche. «La plupart des chercheurs se contentent de séparer les deux composants de l’eau. Notre stratégie est unique, car nous produisons de l’hydrogène et nous dégradons les polluants organiques grâce au pouvoir de l’oxydation», détaille Kyriakos Stylianou. Ces recherches ont été menées avec les professeurs Becend Smit et Andreas Züttel de l’EPFL, en collaboration avec le professeur Robert Palgrave de l’University College de Londres.
Le photocatalyseur MOF se combine à différents co-catalyseurs (comme le phospide de nickel). Ils effectuent une double photocatalyse qui produit de l'hydrogène et assainit l'eau en même temps.
D’autres tests en vue
Mais ces futures applications doivent être abordées à travers le prisme du conditionnel. «Il y a encore beaucoup de travail, car nous avons utilisé un polluant-test dans nos recherches, le colorant toxique rhodamine B, que l’on utilise couramment pour simuler des polluants organiques. Nous devons encore mener de nombreux tests avant de pouvoir penser à une éventuelle industrialisation du procédé.»
Une énergie propre
Le potentiel de cette découverte, par contre, est bien réel. Il répond aux demandes actuelles de développement durable des systèmes énergétiques en utilisant de l’eau, l’énergie du soleil et un matériau propre. «Le matériau principal, le phosphure de nickel, est abondant et bon marché. Nous n’utilisons aucune terre rare. De plus, l’hydrogène représente à mes yeux le combustible du futur. Il possède une haute densité énergétique et ne pollue pas», note Stavroula-Alina Kampouri.
Les deux chercheurs estiment à l’heure actuelle que les prochaines étapes de leur recherche vont être pensées en fonction de leur désir principal: la commercialisation et l’industrialisation de leur découverte.