• Ingénierie: des simulations numériques indiquent que le nitrure de bore hexagonal est un matériau nanoporeux très efficace pour le dessalement de l’eau de mer à moindre coût! ____¤201811

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «High Water Flux with Ions Sieving in a Desalination 2D Sub-Nanoporous Boron Nitride Material» ont été publiés dans la revue ACS Omega, a permis de montrer, grâce à des simulations numériques, que le nitrure de bore hexagonal constitue un matériau nanoporeux très efficace pour le dessalement de l’eau de mer à moindre coût.

     

    Rappelons tout d'abord que «de nos jours, le dessalement est devenu une solution tout à fait abordable pour faire face au manque d’eau douce dans de nombreuses régions du globe». Le procédé «est basé sur la technologie d’Osmose Inverse (OI(*). Cependant, «bien qu’elle ait prouvé son efficacité», cette technologie «reste relativement coûteuse car il faut injecter l’eau à de très fortes pressions pour compenser la faible perméabilité des membranes très denses de polymères d’OI».

     

    En vue de contourner cette difficulté, «de nombreux matériaux ont été développés comme les nanotubes de carbone ou les membranes nanoporeuses de graphène». Néanmoins, «si les matériaux bidimensionnels (2D) comme le graphène ou le disulfure de molybdène sont très étudiés pour ces applications», jusqu'ici, le nitrure de bore hexagonal (hBN), «qui présente une tenue mécanique supérieure à celle du graphène (condition indispensable dans les procédés d’OI)», n’avait «jamais été considéré comme membrane potentielle».

     

    Avec cette étude, «c'est désormais chose faite», puisque des simulations de type dynamique moléculaire ont permis «de démontrer que les membranes de nitrure de bore nanoporeuses permettaient une augmentation drastique de la perméabilité», surpassant «de plusieurs ordres de grandeur celle des membranes actuelles» avec une capacité à retenir les ions qui «avoisine les 100 %».

     

    En outre, il a été «montré que la membrane possédant la plus petite taille de pore (8 Angström de diamètre) présentait les propriétés de transport les plus intéressantes», car «les molécules d’eau se disposent dans ce cas en 'file indienne' et passent ainsi plus facilement l’ouverture que si elles se présentaient de façon désordonnée».

     

    D'autre part, l’excellente rétention des ions découle du fait qu'auparavant leur passage à travers la membrane imposait qu’ils soient déshydratés, un processus, qui «a un coût énergétique élevé», alors que ce système privilégie «plutôt le blocage des ions d’un côté de la membrane, plus économe que la déshydratation».

     

    A la suite de ces conclusions issues de simulations numériques, une démonstration de faisabilité a été entreprise. Elle a débuté par l'élaboration d'une «membrane en nitrure de bore» en cours de test. Au bout du compte, cette étude «permet d’envisager de nouvelles applications dans les technologies de dessalement et de nanofiltration en général».

     

     

    Lien externe complémentaire (source Wikipedia)

    (*) Osmose inverse

     

     


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