Développé sous la direction de l'ingénieur électricien, le professeur Jongyoon Han, l'unité tient dans une petite valise et repose sur plusieurs étapes de «polarisation de la concentration d'ions» (ICP), suivies d'une électrodialyse pour réduire la concentration de sel résiduel.
ICP, lancé par le groupe de Han, applique un champ électrique aux membranes au-dessus et au-dessous d'un canal d'eau qui coule.
Il élimine également les solides dissous et en suspension. "Comme il ne nécessite qu'une pompe à basse pression, l'ICP utilise moins d'énergie que les autres techniques", a déclaré le MIT. L'ICP n'élimine pas toujours tous les sels au milieu du canal d'eau, d'où l'étape d'électrodialyse pour réduire les ions de sel résiduels.
L'apprentissage automatique a été utilisé pour optimiser le rapport ICP/électrodialyse, la preuve de concept ayant un processus ICP en deux étapes, suivi d'une seule étape d'électrodialyse qui "minimise la consommation d'énergie tout en garantissant que le processus reste autonettoyant", a déclaré le MIT. .
"S'il est vrai que certaines particules chargées pourraient être capturées sur la membrane échangeuse d'ions, si elles sont piégées, nous inversons simplement la polarité du champ électrique et les particules chargées peuvent être facilement éliminées", a ajouté le chercheur Junghyo Yoon.
Pour plus de simplicité, les piles ICP ont été modularisées : avec six modules dans la première étape puis trois dans la seconde.
L'eau contenant 2.5 à 45 g/litre de sel (saumâtre à eau de mer) peut être transformée en eau potable de qualité Organisation mondiale de la santé à des consommations d'énergie allant de 0.4 à 26.6 Wh/litre.
Conçu pour être utilisé par des non-experts, le prototype <10 kg (voir photos) dispose d'un seul bouton pour lancer le dessalement et la purification, ainsi que d'une notification pour indiquer quand la salinité et le nombre de particules sont acceptables pour la consommation. Il a été démontré qu'il produisait de l'eau potable directement de la mer à 0.3 litre/h pour 20Wh/litre.
"C'est vraiment l'aboutissement d'un voyage de 10 ans que moi et mon groupe avons parcouru", a déclaré le chef de projet Han. "Nous avons travaillé pendant des années sur la physique derrière les processus de dessalement individuels, mais mettre toutes ces avancées dans une boîte, construire un système et le démontrer dans l'océan, c'était une expérience vraiment significative et enrichissante pour moi."
Le travail a été publié sous le titre « Système de dessalement d'eau de mer portable pour générer de l'eau potable dans des emplacements éloignés » dans Environmental Science & Technologie – les informations justificatives peuvent être consultées sans paiement.