Améliorer l’état de l’art dans le domaine du traitement durable de l’eau Le projet E-motion, financé par l’UE, a recours à l’électroséparation pour accroître la durabilité et la rentabilité du processus de traitement de l’eau. Changement climatique et Environnement © lilia_kopyeva/stock.adobe.com Le traitement de l’eau vise à améliorer la qualité générale de l’eau. Si les techniques actuelles de traitement de l’eau sont plutôt efficaces à l’heure d’assurer la propreté de notre eau, de nombreux défis doivent encore être relevés. En plus des résidus de médicaments et des composés chimiques organofluorés, que l’on appelle PFAS, des nutriments de grande valeur tels que le nitrate et le phosphate sont souvent perdus au passage. Laissés dans le flux de déchets, ces nutriments peuvent avoir une incidence délétère sur l’environnement. Le projet E-motion, financé par l’UE, contribue à épurer le processus de traitement de l’eau. «Notre objectif est de perfectionner la récupération sélective des ions, notamment des nutriments tels que le phosphate, dans l’eau, et ce, d’une manière rentable, très efficace et exempte de produits chimiques», explique Louis de Smet, professeur d’interfaces et de matériaux avancés à l’université de Wageningue, partenaire chef de file du projet. Pour ce faire, le projet s’est tourné vers l’électroséparation. Ajuster la sélectivité ionique Comme l’explique Louis de Smet, l’électroséparation à laquelle il a recours utilise des électrodes poreuses pour électro-adsorber des ions spécifiques dans le flux d’eaux usées, un processus baptisé déionisation capacitive ou CDI. Ce processus intègre notamment des membranes polymères sélectives d’ions. «Envisagez la membrane comme un filet qui filtre le nutriment ciblé contenu dans les eaux usées», ajoute-t-il. Cela vous paraît suffisamment clair? Pas exactement. L’un des défis auxquels le projet a dû faire face est que la taille des ions de phosphate complique la conception d’une membrane uniquement perméable au phosphate. Au lieu de cela, les chercheurs ont adopté une approche diamétralement opposée. «Plutôt que de concevoir une membrane perméable au phosphate, nous nous sommes attachés à créer une membrane qui retient le phosphate et laisse passer tous les autres anions», fait remarquer Louis de Smet. Forts de l’expertise combinée de l’équipe multidisciplinaire du projet, les chercheurs sont parvenus non seulement à ajuster la sélectivité des ions, mais aussi à le faire d’une manière qui surmonte les exclusions dictées par la taille. «Nous y sommes parvenus en ajustant la chimie des matériaux et en ayant recours à des combinaisons sophistiquées de matériaux, notamment des nouveaux matériaux d’électrodes pourvus de membranes revêtues et non revêtues», explique Louis de Smet. Une meilleure compréhension de la sélectivité ionique par voie électronique Louis de Smet explique que le projet, qui a bénéficié du soutien du Conseil européen de la recherche, a généré avec succès de nouvelles informations sur la sélectivité des ions par voie électronique en ajustant les propriétés des matériaux et en optimisant les paramètres du système. «Tous les résultats du projet contribuent à améliorer l’état de l’art dans le domaine du traitement durable de l’eau», conclut-il. Les chercheurs sont actuellement en train d’apporter la touche finale à leurs études. L’équipe a mobilisé un financement supplémentaire de la part du Conseil néerlandais de la recherche, qui servira à explorer d’autres matériaux d’électrodes, notamment certains nanomatériaux actuellement utilisés dans les applications de stockage d’énergie, dans les processus de séparation sélective des ions. Mots‑clés E-motion, eaux usées, traitement de l’eau, électroséparation, eau, nitrate, phosphate, ions, déionisation capacitive, matériaux d’électrodes
