Une approche double pour la purification de l'eau basée sur l'énergie solaire

par Lan Gao

Projet de thèse en Electronique, Optronique et Systèmes

Sous la direction de Tarik Bourouina et de Yamin Leprince-Wang.

Thèses en préparation à Paris Est en cotutelle avec HONGKONG POLYTECHNIC UNIVERSITY , dans le cadre de École doctorale Mathématiques, Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2015-....) , en partenariat avec ESYCOM - Electroniques, Systèmes de Communication et Microsystèmes (laboratoire) depuis le 01-10-2018 .


  • Résumé

    Dans le cadre de ce projet, notre principal objectif, au-delà de l'état de l'art, est de sortir avec un dispositif entièrement auto-cohérent fonctionnant uniquement à la lumière du soleil pour fournir de l'eau de haute qualité. Pour ça fin, nous avons l'intention de combiner à la fois la technique de photocatalyse et la technique émergente de génération de vapeur,qui est de plus en plus utilisé seulement récemment pour récolter de l'énergie thermique à faible coût. D'abord, après un étude, différents matériaux absorbants seront considérés comme des candidats potentiels pour une lumière efficace et économique absorbeurs, qui incluent le silicium noir et d'autres matériaux recyclés et à faible coût. Ensuite, aux fins de établir une preuve de concept, nous allons construire et tester un prototype fonctionnel dans lequel la couche absorbante être combiné avec une couche photocatalytique (faite de nanotubes d'oxyde de zinc cultivés sur du verre). Cette configuration sera testé dans des conditions de laboratoire sous exposition à la lumière UV. L'efficacité de la purification sera mesurée par comparer la quantité de polluants avant et après le processus de purification. À cette fin, la chimie analytique Des méthodes seront utilisées, notamment la spectroscopie d'absorption optique et la chromatographie en phase gazeuse eau). Une étude fondamentale approfondie de l'absorption de la lumière et de la photocatalyse sera réalisée sur les matériaux considérés, conduisant à des lignes directrices pour l'optimisation de la performance d'une eau dispositif de purification fonctionnant uniquement à partir de l'énergie solaire. D'autre part, nous avons également l'intention de prouver le concept de "Water Panel" en tant que source indépendante de l'eau potable, dans un format en quelque sorte semblable au "panneau d'énergie solaire". À cette fin, le recyclage les technologies seront combinées avec des technologies de détection pour vérifier la qualité de l'eau produite.

  • Titre traduit

    A Dual Approach For Water Purification Based On Solar Energy


  • Résumé

    In this project, our main intended progress beyond the state-of-the-art is to come out with a nano-enabled, fully self-consistent device that operates solely based on sun-light for delivering high-quality water. To this end, we intend to combine both photocatalysis technique and the emerging steam generation technique, which is being increasingly used only recently for harvesting heat energy at low-cost. First, following a survey, different absorbing materials will be considered as potential candidates for low-cost and efficient light absorbers, which include Black Silicon and other low-cost and recycled materials. Then, for the purpose of establishing a proof-of-concept, we will build and test a functional prototype in which the absorbing layer will be combined with a photocatalytic layer (made of Zinc –oxide nanowires grown on glass). This setup will be tested in laboratory conditions under UV light exposure. The efficiency of purification will be measured by comparing the amount of pollutants before and after the purification process. To this end, analytical chemistry methods will be used, which include optical absorption spectroscopy and Gas chromatography (of the volatile water). An in-depth fundamental study of both light absorption and photocatalysis will be performed on the materials under consideration, leading to guidelines towards optimization of the performance of a water purification device operating solely based on sunlight energy.On the other hand, we also intend to prove the concept of “Water Panel” as an independent source of drinking water, in a format somehow similar to the “Solar Energy Panel”. To this end, the recycling technologies will be combined with sensing technologies for checking the quality of the produced water.