Des labyrinthes microscopiques pour purifier l'eau sélectivement
Ils ont lancé le projet MONACAT («Monolithic reactors structured at the nano and micro levels for catalytic water purification») en vue de mettre au point des systèmes de pointe dans ce domaine. Pour cela, ils ont cherché à contrôler la structure du réacteur macroscopique et des catalyseurs nanométriques. Ils voulaient améliorer la détoxication en optimisant la diffusion et le contact avec les sites catalytiques. Les chercheurs sont partis de réacteurs monolithiques contenant des canaux organisés comme les rayons d'une ruche. Ils les ont recouverts de nanoparticules catalytiques réalisées à partir de nanofibres de carbone. Plusieurs catalyseurs ont été conçus et testés pour l'ozonation de cinq micropolluants: un antibiotique, un produit pharmaceutique, deux pesticides et un perturbateur du système endocrinien. Ces polluants sont souvent présents dans les rivières et les effluents industriels. L'ozonation catalytique a pu éliminer le polluant initial mais aussi les sous-produits (moins toxiques) de l'ozonation. Le bromate, par exemple, a été réduit en bromure. Les membres du projet ont également conçu et testé des catalyseurs pour réduire les nitrates. La réduction des nitrates (souvent présents dans les engrais) en azote (N2) est compliquée par la nécessité d'éviter la formation d'un autre polluant, l'ammoniac (NH3). L'un des catalyseurs réducteurs de nitrates du projet MONACAT a enregistré un record d'activité et de sélectivité pour l'azote, dans un réacteur ouvert en mode continu utilisant de l'eau naturelle. Des nanorevêtements de carbone ont été testés pour des utilisations industrielles, le coût en énergie et l'adhésion de nanoparticules simulant les conditions normales de flux. Tous les tests ont réussi, montrant l'adéquation et la sécurité des composites pour le traitement catalytique de l'eau. Les systèmes de MONACAT sont fondés sur une nouvelle technologie de purification de l'eau, susceptible d'apporter aux industries une méthode viable pour se conformer aux réglementations mondiales et contrôler les coûts. L'investissement dans l'optimisation et la commercialisation de ces systèmes pourrait se traduire par d'importantes économies d'énergie et de coût.
