Recyclage de la chaleur pour un dessalinisateur solaire « efficace à 385% »

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Des scientifiques du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont développé un prototype de dessalinisateur d’eau à énergie solaire qui a atteint une efficacité solaire-vapeur de 385 % grâce à un processus en plusieurs étapes consistant à recycler la chaleur dégagée lors de la condensation de l’eau, pour alimenter l’étape d’évaporation dans la couche suivante.

Plutôt que d’utiliser le photovoltaïque pour alimenter le dessalement électrique – une méthode qui a déjà été utilisée dans des applications à grande échelle – le processus du MIT utilise des absorbeurs solaires recueillant la chaleur du soleil et permettant l’évaporation de l’eau salée.

Un prototype installé sur un toit du MIT a fourni de l’eau dont la qualité a dépassé les normes standards d’eau potable à un taux de 5,78 litres par heure et par mètre carré de zone de collecte solaire. L’université a déclaré que ce volume correspondait à plus du double du record précédent de dessalement de l’eau passif. En optimisant et en ajoutant de nouvelles étapes au processus de dessalement, le groupe estime que les appareils exploitant le nouveau concept pourraient atteindre des rendements proches de 800 %.

Selon le MIT, l’appareil – décrit dans l’article Ultrahigh efficiency desalination via a thermally-localized multistage solar still publié dans la revue Energy & Environmental Science – pourrait fonctionner dans les régions dépourvues d’un approvisionnement électrique fiable et ne laisse pas s’accumuler de saumures. Au lieu de cela, le sel qui s’accumule pendant la journée est évacué du système dès que le soleil est couché.

Grâce à une innovation supplémentaire, le dispositif pourrait être construit à l’aide de matériaux à faible coût, facilement disponibles et pourrait encore être adapté de manière à optimiser les coûts. Cela est rendu possible par la séparation de l’absorbeur solaire et du matériau de drainage, qui dans d’autres systèmes se trouvent sous la forme d’un élément unique nécessitant un matériau hautement spécialisé. « Cette conception offre plus de flexibilité et permet l’utilisation de matériaux à faible coût car il est possible d’utiliser n’importe quel absorbeur solaire disponible dans le commerce – n’ayant aucune capacité de drainage – et n’importe quel matériau de drainage abordable, quelle que soit leur absorption solaire », peut-on lire dans l’article.

Le groupe MIT a déclaré que l’appareil pouvait être utilisé dans les régions disposant de beaucoup de soleil et d’eau de mer, même si les infrastructures sont limitées. Les chercheurs, qui ont envisagé différents formats, tels que des systèmes à grande échelle ou des systèmes plus petits pour utilisation résidentielle, estiment qu’une installation suffisamment grande pour répondre aux besoins d’une famille pourrait être construite pour environ 100 $.

« L’un des défis du dessalement à base solaire est la faible efficacité en raison de la perte d’énergie significative lors de la condensation », a déclaré Ravi Prasher, le directeur du laboratoire associé au Lawrence Berkeley National Laboratory, qui n’était pas impliqué dans la recherche. « En récupérant efficacement l’énergie de condensation, l’efficacité globale du processus solaire-à-vapeur est considérablement améliorée… Cette efficacité accrue aura un impact global sur la réduction du coût de l’eau produite. »

Le MIT continuera d’expérimenter le processus, en se concentrant sur les tests de durabilité et d’optimisation avec différents matériaux et dans différentes configurations.