Détruire les produits chimiques éternels à l’aide de matériaux nanostructurés
Début 2023, l’Agence européenne des produits chimiques a publié une proposition d’interdiction de toutes les substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS), également connues sous le nom de «produits chimiques éternels». Malheureusement, cette interdiction n’a aucune incidence sur les plus de 17 000 sites européens toujours contaminés par ces produits chimiques. Selon l’Agence européenne pour l’environnement, en cas d’ingestion, les PFAS peuvent entraîner des problèmes de santé tels que des lésions hépatiques, des maladies thyroïdiennes, l’obésité, des problèmes de fertilité et le cancer. La raison pour laquelle les PFAS sont appelés «produits chimiques éternels» est qu’ils sont extrêmement persistants à la fois dans l’environnement et dans nos organismes», explique Jelena Radjenovic, professeure à l’Institut catalan de recherche sur l’eau. Toutefois, grâce aux travaux réalisés dans le cadre du projet ELECTRON4WATER, financé par l’UE, les PFAS ont peut-être enfin trouvé un adversaire à leur hauteur. «Ce projet visait à développer de nouveaux matériaux nanostructurés qui, utilisés comme électrodes dans les systèmes de traitement électrochimique de l’eau, peuvent contribuer à détruire les micropolluants organiques persistants et toxiques», ajoute Jelena Radjenovic, qui a coordonné le projet.
Les avantages des systèmes de traitement électrochimique de l’eau
Selon Jelena Radjenovic, les systèmes de traitement électrochimique de l’eau ne sont pas nouveaux. «Ces systèmes présentent de nombreux avantages par rapport à d’autres technologies de traitement avancées», explique-t-elle. «Par exemple, ils n’utilisent pas de réactifs chimiques, ne forment pas de flux de déchets résiduels, et sont robustes et polyvalents.» Plus important encore, ils peuvent dégrader même les PFAS les plus persistants par la simple application d’un courant. Alors, pourquoi de tels systèmes ne sont-ils pas déployés pour éradiquer ces produits chimiques de nos systèmes d’approvisionnement en eau? «L’application de systèmes de traitement électrochimique de l’eau à grande échelle a été entravée par les limites technologiques des matériaux d’électrode existants», remarque Jelena Radjenovic.
Un nouveau type de nanomatériau
C’est là que les matériaux nanostructurés du projet ELECTRON4WATER entrent en jeu. Grâce à la nanotechnologie, le projet, qui a reçu le soutien du Conseil européen de la recherche, a inventé des électrodes en éponge de graphène, le premier matériau d’anode dont l’inertie électrochimique au chlorure a été démontrée et qui peut encore dégrader les PFAS. «Ce matériau révolutionnaire permet de contourner deux goulets d’étranglement majeurs de la technologie électrochimique, à savoir la formation de produits dérivés chlorés toxiques en présence de chlorure et le prix élevé des anodes commerciales», note Jelena Radjenovic. En ce qui concerne ce dernier point, les électrodes en éponge de graphène du projet coûtent moins de 50 EUR par m2, alors que de nombreuses anodes commerciales coûtent entre 3 000 et 5 000 EUR.
La prochaine génération de traitement électrochimique de l’eau commence ici
Grâce à leur grande surface, à leurs propriétés accordables et à leur nature quantique, les nanomatériaux développés dans le cadre du projet ELECTRON4WATER ont le potentiel de renforcer la prochaine génération de systèmes électrochimiques de traitement de l’eau. «Je suis fière d’avoir contribué à apporter quelque chose de vraiment nouveau dans le domaine de l’ingénierie environnementale, car nous avons entre les mains ce qui deviendra, je l’espère, l’une des technologies de base pour la destruction des produits chimiques dits “éternels”», a déclaré Jelena Radjenovic. Les chercheurs terminent actuellement les dernières études dérivées du projet. Ils se concentrent également sur le développement d’un prototype visant à démontrer la capacité du nouveau matériau à détruire les PFAS dans des flux de déchets complexes et des matrices plus simples telles que l’eau du robinet. Ces travaux sont réalisés dans le cadre du projet GRAPHEC, financé par l’UE. «L’objectif final est de pouvoir répondre à plusieurs questions liées à l’évaluation de la technologie à plus long terme qui sont souvent soulevées par nos collaborateurs industriels, et d’essaimer la technologie et de la voir appliquée à la destruction des PFAS et au traitement de l’eau contaminée», conclut Jelena Radjenovic.
Mots‑clés
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