Une Pile Microbienne À Plantes Pour L’électricité De Demain ? | Fuel Cell, Plants, Power Plant

Tue, 18 Jun 2024 07:11:48 +0000
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La plante Watsonia sp présente donc un excellent outil biologique pour la production de la bioélectricité. Le rendement en courant peut être augmenté en optimisant les conditions physico-chimiques (sol, pH, température, nutriments…. ) et électrochimiques (matériaux des électrodes) ou en adoptant une autre espèce de plante. Mots clés Pile microbienne à plante, Bioélectricité, Watsonia sp, Génération du courant, OVC, Photosynthèse.

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Les plantes ont recours à la photosynthèse pour fabriquer des sucres à partir d'eau, de gaz carbonique (CO2) et de lumière. Or, 40 à 70% de ces sucres ne sont pas utilisés par ces organismes. Ils sont donc rejetés dans l'environnement par les racines, pour le plus grand plaisir des bactéries du sol. Celles-ci dégradent ces composés pour se fournir en énergie. C'est sur cette étape que les chercheurs ont décidé d'agir. Une pile microbienne alimentée par des plantes Des végétaux ont été mis en culture dans un milieu contenant des micro-organismes. En dégradant les exsudats (les sucres libérés), ces bactéries produisent du CO2, des protons (H+) et des électrons récupérables par une anode placée à proximité des racines. La cathode est quant à elle fixée à l'intérieur d'un second compartiment séparé du premier par une membrane perméable aux protons. La différence de potentiel entre les deux milieux engendre un courant électrique. Au final, les protons arrivés dans le second compartiment par diffusion vont réagir avec des molécules de dioxygène (O2) et des électrons issus de la cathode pour former de l'eau (H2O).

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Main Article Content Y. M. Azri Centre de Développement des Energies Renouvelables, CDER B. P. 62, Route de l'Observatoire, 16340 Bouzareah, Algiers, Algeria I. Tou M. Sadi Y. Bouzidi Abstract Les piles microbiennes à plante (PMP), sont des systèmes bioélectrochimiques très prometteurs pour la génération d'une énergie verte renouvelable et durable. Dans la présente étude, la possibilité de générer de la bioélectricité à partir de l'énergie solaire et de la biomasse a été démontrée, sur les principes de l'activité biologique du sol en utilisant une plante vivante Watsonia sp cueillie du jardin du CDER. Le suivi de la génération de la bioélectricité en présence de la plante nous a permis d'enregistrer un rendement de 90% plus important par rapport à celui généré en son absence. Une production de courant atteignant 0. 1 mA est obtenue dans les conditions d'ensoleillement. Des pics des valeurs les plus élevées du courant, sont enregistrés aux moments d'intensité lumineuse importante de la journée (entre 12 h -14 h), ce qui a été confirmé par la réduction de la tension de plus de 30% quand Watsonia sp était placée à l'éclairage du laboratoire.

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Du sucre de l'organisme pour produire du courant Les avancées dans ce domaine se multiplient, et notamment pour des applications biomédicales. Des chercheurs de Grenoble et de Bordeaux ont réussi à mettre au point, en 2010, une pile uniquement alimentée par le glucose de l'organisme. Ce dispositif de quelques millimètres fait réagir l'oxygène et le sucre, présents dans le liquide physiologique du corps. C'est cette réaction qui génère des électrons, utilisés par la pile pour produire du courant. « C'est un procédé totalement naturel basé sur l'oxydation du glucose par l'oxygène, mais qui normalement prend beaucoup de temps… C'est pourquoi, pour faire fonctionner la pile et que l'énergie se forme assez rapidement, on place des catalyseurs sur l'électrode de la biopile: les enzymes », explique Serge Cosnier 2, bio-électrochimiste à Grenoble. En collaboration avec des chercheurs de la faculté de médecine de Grenoble, ils sont les premiers et les seuls à avoir totalement implanté une pile à glucose dans un mammifère.

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Une ou plusieurs piles en série permettent d'alimenter une diode. Mais l'utilisation des bactéries pour produire de l'électricité ne s'arrête pas là. Certaines biopiles fonctionnent uniquement grâce au travail des micro-organismes. C'est le cas par exemple de la batterie développée par Frédéric Barrière 5. Elle est composée d'un mélange de matière organique (terreaux ou eaux usées par exemple) et de bactéries. Ces êtres vivants récupèrent l'énergie libérée par la matière organique pour la transférer à l'électrode de la pile. Ici, le catalyseur n'est donc plus seulement une enzyme, mais bien la bactérie entière. « Les bactéries présentes dans la pile se branchent toutes seules à l'électrode. C'est un phénomène fascinant car il n'y a pratiquement rien à faire, à part les alimenter en matière organique », précise le chercheur. En conduisant l'électricité, les bactéries permettent déjà d'allumer des diodes. « L'avantage de cette pile est qu'elle est pérenne et auto renouvelable, car les bactéries se divisent naturellement.

Ils produisent en retour du CO 2, des protons (H +) et des électrons (e –) captés par l'anode, ce qui génère un courant électrique. Au niveau de la cathode, les protons qui ont migré à travers une membrane réagissent avec les électrons et le dioxygène de l'air (O 2) pour donner de l'eau (H 2 O). © Plant-e Le principal avantage de ce dispositif, par rapport à d'autres énergies renouvelables qui – à l'instar du solaire – produisent de manière intermittente, c'est qu'il fonctionne 24h/24 et en toute saison. « Les panneaux solaires produisent plus d'énergie au mètre carré, mais nous espérons réduire les coûts de notre technologie à l'avenir », indique Marjolein Helder, co-fondatrice de Plant-e et directrice de l'équipe de scientifiques hollandais issus de l'Université de Wageningen qui ont mis au point la pile à combustible microbienne. Les potentielles applications « Plusieurs applications peuvent être tirées de notre système », poursuit-elle: « Notre technologie produit de l'électricité, mais elle peut aussi être utilisée comme isolation pour le toit ou pour collecter de l'eau.