Un système de stérilisation solaire à la vapeur

L’année dernière, des chercheurs de la Rice University ont révélé une nouvelle façon de convertir directement l’énergie solaire en vapeur en utilisant des nanoparticules qui absorbent la lumière. A cette époque, la technologie avait déjà été utilisée pour créer un autoclave à vapeur solaire pour la stérilisation du matériel médical et dentaire. Le projet avait reçu une subvention de la Fondation Bill et Melinda Gates pour utiliser la technologie aussi dans l’assainissement des déchets humains.

A la base de ces deux systèmes, on a des nanoparticules qui se réchauffent très rapidement lorsqu’elles sont immergées dans l’eau et exposées au soleil. Donc l’eau se vaporise instantanément pour former de la vapeur. Comme exemple de son efficacité, le système fonctionne même avec de l’eau glaciale et offre une efficacité énergétique globale de 24%. Ce taux est même supérieur aux panneaux solaires photovoltaïques commercialisés de nos jours qui ont généralement un rendement énergétique global de 15%. Malgré le potentiel de production d’électricité du système, les chercheurs ont choisi de se concentrer d’abord sur les applications d’assainissement et de stérilisation pour les pays en voie de développement.

La technologie d’assainissement n’est pas un gadget, mais c’est une question de vie ou de mort pour 2,5 milliards de personnes.

– Naomi Halas, le directeur du Laboratoire de Rice sur la nano photonique (LANP) et chercheur principal sur le projet.

Pour que cela fonctionne vraiment, vous avez besoin d’une technologie qui peut être complètement indépendante, petite, qui fonctionne rapidement, qui est facile à manipuler et qui ne comporte pas de composés dangereux. Notre système de vapeur solaire regroupe toutes ces qualités, et c’est la seule technologie que nous avons vu qui peut complètement stériliser les déchets.

– Naomi Halas

Les chercheurs ont testé le système dans deux cas: le premier pour stériliser le matériel médical et dentaire et le second pour assainir les déchets humains. Ils ont trouvé que la chaleur et la pression générée par la vapeur d’eau est non seulement suffisante pour tuer la plupart des microbes vivants résistant à la chaleur, mais aussi les spores et les virus.

Le processus est très efficace. Pour le programme de la Fondation Bill & Melinda Gates qui nous parraine, nous avions besoin de créer un système capable de gérer les déchets d’une famille de quatre personnes avec seulement deux traitements par semaine. La configuration de l’autoclave que nous avons proposée dans le document peut faire cela.

– Oara Neumann, étudiant diplômé de Rice et auteur principal de l’étude PNAS qui a créé des nanoparticules collecteurs de lumière.

L’équipe de recherche espère avoir un partenariat avec la société de traitement des déchets Sanivation pour la réalisation des premiers essais sur le terrain du stérilisateur solaire de déchets sur trois sites au Kenya.

Le document de l’équipe détaillant la technologie se trouve dans l’édition Proceedings de la National Academy of Sciences.

Source: Rice University