Nanotechnologie de l'indium utilisée pour fournir de l'eau potable propre

J'ai pas mal de préjugés, je sais, mais je pense quand même qu'il est juste de dire que l'indium a beaucoup d’utilisations intéressantes, dont plusieurs rendent nos vies beaucoup plus agréables. Des écrans tactiles au refroidissement des processeurs de nos ordinateurs, l'indium est utilisé chaque jour à l'insu de tous. Une nouvelle utilisation de l'indium (en cours de mise au point à l'Université de Rice) pourrait améliorer le bien-être de la population mondiale en éliminant les contaminants des eaux souterraines.

Dans l'article “Insights into Nitrate Reduction over Indium-Decorated Palladium Nanoparticle Catalysts”, (Perspectives sur la réduction des nitrates sur catalyseurs à nanoparticules de palladium avec revêtement en indium), des chercheurs de l'université de Rice et de l'Université de Houston décrivent l'utilisation de nanoparticules de palladium recouvertes d'indium pour réduire les nitrates nocifs par catalyse. Nous avons rencontré les professeurs Michael Wong et Kimberly Heck pour mieux comprendre le problème des nitrates dans les eaux souterraines et le rôle de l'indium dans ce nouveau procédé.

Selon le professeur Wong, les nitrates contenus dans les engrais sont introduits dans les eaux souterraines à des concentrations élevées, en particulier dans les régions agricoles. Les systèmes actuels de filtration par échange d'ions sont capables de filtrer la plupart des nitrates, mais ne les transforment pas. Lorsque ces filtres sont rétrolavés (lavés à contre-courant), les nitrates emprisonnés sont relâchés dans l'environnement. Par la méthode proposée pour le traitement de l'eau, ces nitrates filtrés seraient décomposés en N₂ non toxique. Les futures unités de filtration In-Pd pourraient être utilisées à la place des unités d'échange d'ions, ou conjointement, pour convertir la saumure chargée en nitrate.

Voici donc, en langage courant, comment cette technologie fonctionne : Les nanoparticules de palladium sont formées et recouvertes d'une couche de quelques atomes d'indium. Tel que décrit dans l'article, cette couche d'indium est meilleure lorsqu'elle ne recouvre qu'environ 40 % de la surface des nanoparticules de palladium (la surface du palladium est encore très importante pour la conversion des nitrites). Lorsque l'eau contaminée passe sur la surface de l'In-Pd, les molécules de nitrate perdent un atome d'oxygène et sont réduites en nitrites. Au fur et à mesure que les nitrites se forment, ils réagissent avec la surface exposée du palladium et (avec H₂ contenu dans l'eau) se décomposent en N₂ et NH₄⁺.

Dr Heck a dirigé l'expérimentation de ces catalyseurs à nanoparticules, en examinant les effets de différentes familles de matériaux et de fenêtres de dépôt efficaces. Elle a mentionné : “Le prochain grand défi avec cette technologie est la mise à l'échelle et l'intégration dans les technologies de traitement existantes."

J'attends avec impatience le succès de ce programme et la mise en œuvre de cette technologie qui aidera la population mondiale à bénéficier d'une eau potable propre. C'est l'une des utilisations de l'indium les plus prometteuses que je prévois dans un avenir proche.

~Jim

Dr. Kimberly Heck (avec l'aimable autorisation de Jeff Fitlow/Université de Rice)