Comment faire de l'électricité avec des biofilms
Ces biofilms pourraient être utilisés dans des biocapteurs et des piles à combustibles microbiennes. Il s'agit de films de microorganismes capables de fournir des électrons et donc de générer de l'électricité, mais le processus responsable du transfert d'électrons reste mal compris. Le projet EA-BIOFILMS («Electroactive biofilms for microbial fuel cells and biosensors»), financé par l'UE, a été lancé pour améliorer les connaissances dans ce domaine en vue de mettre au point des systèmes fiables basés sur des biofilms électroactifs. Les chercheurs ont étudié des microorganismes réducteurs de métaux comme Shewanella sp. et Geobacter sp. La membrane cellulaire de ces espèces porte des structures externes qui permettent le transfert direct des électrons vers une électrode. Les chercheurs ont aussi développé la première méthode spectroélectrochimique pour caractériser in vivo les biofilms électroactifs, et l'ont utilisée pour les biofilms de Geobacter. Cette méthode autorise des études rapides et informatives, avec un minimum de traitement ou de destruction du biofilm. Chez Shewanella, les chercheurs ont constaté que les électrons sont transférés indirectement pour les biofilms jeunes (ce qui génère plus de courant), mais que le processus devient plus direct avec l'âge. En règle générale, le transfert des électrons est très rapide dans les biofilms minces. Grâce aux travaux du projet, les chercheurs comprennent mieux comment optimiser le rendement du biofilm, ce qui facilitera le passage à l'échelle industrielle des dispositifs utilisant des biofilms électroactifs. Ils faciliteront aussi la conception de piles à combustible capables d'extraire de l'énergie des eaux usées, ainsi que de biocapteurs pour surveiller les eaux de drainage.
Mots‑clés
Transfert d'électrons, biofilms électroactifs, biocapteurs, piles à combustibles microbiennes, microorganismes réducteurs de métaux
