Les chercheurs ont cherché une structure capable à la fois d’absorber efficacement l’eau et de générer de la vapeur à la surface de l’eau. Après une série d’essais, Hadi Ghasemi, chercheur postdoctoral au département de génie mécanique du MIT, a trouvé la réponse parfaite: une éponge à deux couches en forme de disque.
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La couche supérieure est constituée de graphite, qui a été placé au micro-ondes pendant sept secondes pour provoquer une expansion et un éclatement, entraînant la formation de flocons. La couche inférieure est une mousse de carbone avec des poches d'air, lui permettant de maintenir l'éponge à flot tout en agissant comme un isolant poreux.
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Lorsque la lumière du soleil frappe l'éponge, des points chauds sont créés dans la couche de graphite et de l'eau est aspirée à travers la mousse de carbone. Lorsque des gouttelettes d’eau touchent le graphite, elles se transforment rapidement en vapeur.
« La vapeur est importante pour le dessalement, les systèmes d’hygiène et la stérilisation. » dit Ghasemi. « Surtout dans les régions reculées où le soleil est la seule source d’énergie, si l’on pouvait produire de la vapeur avec l’énergie solaire, ce serait très utile. »
L'éponge à faible coût est capable de convertir 85 pour cent de l'énergie solaire entrante en vapeur, ce qui est bien plus efficace que les alternatives traditionnelles, telles que l'utilisation de champs de miroirs ou de lentilles pour concentrer la lumière solaire, utilisées pour chauffer de grands volumes de lumière. liquide.
Même avec de nouvelles approches, comme mélanger de l’eau avec des nanoparticules qui se réchauffent rapidement au soleil, il faut environ 1 000 fois l’énergie solaire trouvée lors d’une journée ensoleillée moyenne pour générer de la vapeur. La nouvelle approche découverte par les chercheurs du MIT est capable de générer de la vapeur à environ 10 fois l'intensité solaire de une journée ensoleillée moyenne, à l'aide d'une lentille ou d'un miroir bon marché, la concentration optique la plus basse signalée date.
Ce nouveau processus n’est pas sans problèmes. D’une part, les pores de la couche de graphite sont obstrués par le sel pendant le processus de dessalement. « Nous devons trouver comment gérer cela » dit Gang Chen, professeur au MIT qui dirige le département de génie mécanique.
Chen voit un avenir prometteur pour les applications de l'éponge miracle, notamment la production de vapeur et l'assèchement des surfaces après les inondations.
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