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Lorsqu’on mélange de l’eau douce et de l’eau salée, on génère une énergie de mélange. Cette énergie représente un vrai espoir dans le domaine de l’énergie, et les chercheurs tentent d’optimiser les procédés pour parvenir à des solutions utilisables à l’échelle industrielle. Une équipe du laboratoire CBI (ESPCI Paris-PSL, CNRS) a mis au point un système de membrane semi perméable et d’électrodes qui présente un rendement permettant d’envisager un développement industriel. Ces travaux ont été publiés dans la revue « Energy Conversion and Management ».
Le dispositif est composé d'une membrane semi perméable et de deux électrodes capacitives.
©Youcef Brahmi
Les énergies renouvelables sont au cœur de nombreuses recherches. Pour autant, l’éolien, le photovoltaïque ou l’hydroélectrique sont des techniques arrivées à maturité avec une grande dépendance aux conditions environnementales. Une nouvelle source d’énergie envisagée réside dans celle produite par la réaction osmotique qui se produit lorsqu’on mélange des solutions d’eau à différentes concentrations salines, comme par exemple à l’embouchure des fleuves.
Plusieurs techniques pour exploiter cette réaction existent, mais étaient jusqu’alors trop peu rentables en énergie pour constituer une véritable alternative à explorer.
Au laboratoire CBI, l’équipe Matériaux innovants pour l’énergie (MIE) a mis au point un dispositif de quelques centimètres carré à base d’une membrane sélective et de deux électrodes capacitives qui permettent d’augmenter l’énergie électrique produite, récupérée directement aux bornes d’une résistance de charge. Dans deux compartiments séparés, de l’eau douce ou salée est introduite, par intermittence selon le temps d’échange à travers la membrane.
Annie Colin qui a dirigé l’étude explique :
« Nous arrivons aujourd’hui à une production d’environ 2W/m² sur des systèmes de quelques centimètres carré. Ce résultat qui est le double de celui des études de la littérature dans les mêmes conditions correspond au moment où le système deviendrait rentable. Tout l’enjeu réside ensuite dans le passage à l’échelle, en empilant plusieurs couches d’environ 1m² ». L’équipe explore actuellement de nouvelles pistes pour accélérer la diffusion des charges dans les différents compartiments, et augmenter la production jusqu’à 5W/m², tout en augmentant la taille du dispositif. Ces travaux intéressent d’ores et déjà plusieurs industriels notamment pour la valorisation de saumures.
référence : Youcef Brahmi, Annie Colin, New membrane and electrode assembly concept to improve salinity energy harvesting., Energy Conversion and Management, Volume 254, 2022
https://doi.org/10.1016/j.enconman.2022.115297
contact : annie.colin@espci.psl.eu