Génération de peroxyde d'hydrogène pour désinfecter l'eau à l'aide d'un solaire

Veiller à ce que l'eau puisse être utilisée et consommée en toute sécurité peut être une véritable corvée, en particulier pour ceux qui vivent dans des zones pauvres sans accès à de l'eau potable. C'est là que les chercheurs de l'Université de Stanford espèrent que leur catalyseur à faible coût récemment développé pourra faire la différence. Ce catalyseur se présente sous la forme de nanoparticules (nanoflakes) constituées d'oxyde d'aluminium, de sulfure de molybdène, de cuivre et d'oxyde de fer. Lorsqu'il est exposé à la lumière du soleil, le catalyseur fonctionne comme une jonction semi-conducteur/métal sensible aux photons (Cu-MoS2), les électrons délogés réagissant avec l'eau environnante, entraînant la formation de peroxyde d'hydrogène (H2O2) et de radicaux hydroxy.

Les maladies d'origine hydrique sont très courantes, même les États-Unis signalent 7 000 décès et 120 000 hospitalisations en 2021, selon le CDC américain, et bien d'autres sont touchés dans le monde. Une grande partie des dommages est causée par des microbes, en particulier des bactéries comme E. coli, qui sont prolifiques dans les milieux aquatiques. En utilisant cette poudre de catalyseur dans de l'eau contaminée, les chercheurs ont rapporté que les colonies d'Escherichia coli dans les échantillons testés étaient complètement éradiquées après une exposition de 60 secondes à la lumière du soleil.

La raison en est que le peroxyde d'hydrogène et les espèces réactives de l'oxygène similaires sont très destructeurs pour les cellules vivantes, mais ils sont simultanément très sûrs. En raison de leur grande réactivité, ils sont très instables et donc de courte durée. Ceci est utile lorsque l'eau avec les microbes maintenant très morts est consommée par la suite, le catalyseur lui-même étant ferromagnétique et donc facilement séparé à l'aide d'un aimant.

Avec cette preuve de concept en main, il serait intéressant de voir à quoi ressemblera le produit, en particulier en ce qui concerne l'étape de séparation finale et de la rendre aussi simple que possible. Étant donné que le catalyseur n'est pas consommé ou vraisemblablement contaminé, il peut durer presque éternellement, ce qui en fait une alternative intéressante aux comprimés de purification de l'eau et aux systèmes de filtration coûteux.

(Image d'en-tête : images microscopiques d'E. coli avant (à gauche) et après la désinfection. La bactérie est morte rapidement après que la lumière du soleil a produit des produits chimiques qui ont causé de graves dommages aux membranes cellulaires bactériennes, comme indiqué dans les cercles rouges. (Crédit d'image : Tong Wu/ Université de Stanford) )