Alors que l'irrigation agricole représente 80 % de la consommation d'eau aux États-Unis, en Israël, ce chiffre est légèrement inférieur à 60 %. L'eau étant une ressource limitée, l'utilisation d'eau recyclée pour l'irrigation contribue de manière significative à sa préservation mais pour que l’eau recyclée puisse être utilisée pour irriguer en toute sécurité,  il faut en éliminer l'excès de sodium et conserver certains minéraux comme le calcium et le magnésium.

Un ratio élevé de sodium par rapport au calcium et au magnésium, également connu sous le nom de ratio d'absorption du sodium (RAS), affecte négativement la perméabilité du sol, le taux d'infiltration de l'eau et endommage les cultures. Au fil du temps, cela peut entraîner la salinisation du sol et un tel dommage peut être difficile à inverser. Les méthodes modernes d’assainissement de l'eau sont, soit non sélectives, éliminant à la fois les minéraux désirés et les sels indésirables et nécessitant une reminéralisation ultérieure de l'eau, soit coûteuses et non ajustables.

La désionisation capacitive est une nouvelle technologie de traitement de l'eau qui vise à améliorer précisément cette non-sélectivité. Elle utilise deux électrodes, souvent fabriquées à partir de charbon actif, matériau peu coûteux et largement disponible. En appliquant une charge électrique aux électrodes, les sels et les minéraux présents dans l'eau d'alimentation migrent vers les électrodes et s'accumulent dans les nanopores de celles-ci. Lorsque ces "poches" sont pleines, l'inversion de la charge les vide, et l'électrode est à nouveau prête à l'emploi. Le problème de cette méthode est que les électrodes s'usent rapidement.

 

Une percée vient d’être réalisée par le professeur Matthew Suss, (faculté de génie mécanique du Technion et département Wolfson de génie chimique), et son équipe, (les doctorants Eric Guyes et Amit Shocron, ainsi que Yinke Chen), en collaboration avec le professeur Charles Diesendruck, (faculté de chimie Schulich du Technion), dont les sujets principaux sont le dessalement de l'eau et les économies d'énergie. 

Dans le système mis au point par l'équipe, l'eau circule à travers deux électrodes poreuses. En sulfonant l'une des électrodes - c'est-à-dire en exécutant une réaction chimique bon marché et facile à réaliser - l'équipe a pu produire une cellule de désionisation capacitive qui s'est avérée efficace pour réduire le taux d'absorption de sodium de l'eau d'alimentation, donnant des résultats nettement meilleurs que les cellules dont les électrodes n'avaient pas subi le même traitement. L'électrode était également beaucoup plus stable que ce qui avait été décrit précédemment. L'équipe a effectué 1000 cycles de traitement de l'eau à travers elle, sans que l'électrode ne montre de détérioration significative - une durée de vie record pour une cellule de ce type.

 

Le processus s’est avéré énergétiquement efficace, et l'efficacité peut être encore améliorée en utilisant des méthodes déjà existantes. Le système est également facilement ajustable. En modifiant la tension et le temps de charge des électrodes, on peut obtenir des résultats différents, ce qui rend le procédé applicable à diverses utilisations, notamment l'irrigation. Ces résultats pourraient déboucher sur un certain nombre d'applications pratiques, puisque l'équipe est parvenue à améliorer tous les aspects des systèmes d’assainissement de l'eau qui posaient problème.