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Des chercheurs de l’Université nationale de Jeonbuk développent une électrode innovante à base de bleu de Prusse pour une élimination efficace et efficiente du césium

PR Newswire

Mercredi, 18 février 2026 à 22:32 GMT+9 Lecture de 3 min

JEONBUK-DO, Corée du Sud, 18 février 2026 /PRNewswire/ – Les ions de césium radioactifs, en raison de leur grande solubilité dans l’eau, représentent une menace sérieuse pour la santé humaine et l’environnement. Les adsorbants conventionnels tels que le bleu de Prusse (PB), bien qu’efficaces pour l’élimination du césium, impliquent souvent des processus de fabrication complexes et des coûts opérationnels élevés. Des chercheurs ont maintenant développé une électrode électrochimique innovante en déposant du PB sur un tissu en carbone traité chimiquement, obtenant une capacité d’adsorption du césium élevée et une excellente réutilisabilité, avec un fort potentiel pour des applications pratiques de traitement des eaux usées.

Bien qu’il soit considéré comme une source d’énergie propre et durable, la fission nucléaire nécessite une gestion efficace des déchets radioactifs et comporte des risques de fuites accidentelles. Même en conditions normales de fonctionnement, les centrales nucléaires, laboratoires radiologiques et installations de recherche génèrent des eaux usées radioactives comme sous-produit inévitable. Ces eaux contiennent divers radionucléides pouvant se propager par les voies environnementales, posant des risques importants pour la santé humaine et les écosystèmes. L’isotope radioactif césium-137 (¹³⁷Cs) est particulièrement dangereux en raison de sa forte solubilité dans l’eau et de sa capacité à se disperser largement dans les écosystèmes.

Plusieurs technologies ont été étudiées pour l’élimination du ¹³⁷Cs des eaux usées radioactives, notamment par adsorption et échange d’ions, qui attirent beaucoup d’attention en raison de leur faible coût et de leur facilité d’utilisation. Parmi les matériaux adsorbants candidats, le bleu de Prusse (PB) s’est révélé une option prometteuse en raison de sa faible toxicité, de sa stabilité chimique et de sa structure cristalline unique permettant une absorption hautement sélective des ions Cs⁺. Cependant, le PB est le plus souvent disponible sous forme de poudre, ce qui nécessite généralement des étapes de traitement supplémentaires pour une utilisation pratique, augmentant la complexité du système et les coûts opérationnels.

Une équipe de recherche dirigée par le professeur Jum Suk Jang du Département de biotechnologie environnementale intégrée, Collège des sciences de l’environnement et des ressources biologiques de l’Université nationale de Jeonbuk, en Corée du Sud, a développé une méthode innovante pour fabriquer des électrodes en PB en utilisant un tissu en carbone commercial (CC). “Dans cette étude, nous avons combiné un tissu en carbone traité chimiquement avec du bleu de Prusse pour créer une électrode capable d’adsorption et de désorption assistées électrochimiquement des ions de césium dans l’eau,” explique le Prof. Jang. Leurs résultats ont été mis en ligne le 20 décembre 2025, et publiés dans le volume 527 du Chemical Engineering Journal le 1er janvier 2026.

Le processus de fabrication implique un dépôt électrochimique de PB sur un substrat conducteur tel que le tissu en carbone. Cependant, le CC est intrinsèquement hydrophobe, ce qui entrave son interaction avec l’électrolyte lors du dépôt électrochimique et entraîne une déposition inhomogène du PB. Cela réduit la performance d’adsorption du Cs⁺. Pour surmonter cette limitation, l’équipe a soumis le CC à un traitement acide à 60 °C, ce qui a permis d’éliminer le carbone graphitique et d’enrichir la surface en groupes fonctionnels contenant de l’oxygène. Le tissu en carbone traité chimiquement (ACC) a ainsi montré une mouillabilité nettement améliorée, permettant une déposition homogène du PB.

Suite de l'histoire  

Lors de tests, les électrodes PB-ACC ont montré une activité électrochimique améliorée et une résistance à la diffusion des ions réduite par rapport au CC nu et à l’ACC non traité. En conséquence, le PB-ACC a démontré une capacité d’adsorption de 1173 milligrammes par gramme pour le Cs+ en trois heures— le plus élevé rapporté à ce jour pour des matériaux à base de PB. De plus, lors de cycles répétés d’adsorption et de désorption, il a maintenu environ 97 % d’efficacité de cycle, démontrant une excellente réutilisabilité et une stabilité à long terme, ce qui le rend prometteur pour des applications pratiques. Notamment, le système a également montré une haute sélectivité pour le Cs⁺ même en présence d’ions concurrents.

“Notre système assisté électrochimiquement offre une solution plus rapide, plus efficace et durable pour l’élimination du césium que les approches conventionnelles,” conclut le Prof. Jang. “Cette technologie contribuera à protéger la santé publique et l’environnement.”

Référence

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