Transformer les eaux usées en électricité
Les piles électrochimiques microbiennes constituent une technologie prometteuse qui permettrait d'exploiter l'énergie renouvelable des biodéchets mais leur faible efficacité de conversion a pour l'instant empêché une exploitation rentable. Les chercheurs du projet BEC-ME ont pu développer de nouvelles électrodes basées sur les nanotubes de carbone grâce au soutien de l'Union européenne. Ces nouvelles électrodes permettent une meilleure adhésion des bactéries et par conséquent améliorent le transfert des électrons et une meilleure oxydation du substrat.Le carbone offre une bonne biocompatibilité, une stabilité chimique et une excellente conductivité à moindre coût. Les nanomatériaux possèdent un rapport surface/volume plus important et permettent d'accroître la capacité d'immobilisation bactérienne grâce à une meilleure sorption des bactéries comparé aux matériaux poreux classiques.Comme pour les piles à combustibles conventionnelles, les catalyseurs jouent un rôle primordial pour l'efficacité de conversion. Ici, les catalyseurs sont des biofilms électroactifs immobilisés sur les électrodes que les chercheurs ont préparées à partir de nanotubes de carbone. L'azote peut également accroître les charges positives et favoriser l'adhérence bactérienne. L'équipe a testé plusieurs composés modificateurs contenant de l'azote tels que des acides, des bases ou des sels diazonium. L'altération des nanotubes de carbone par les sels diazonium a permis d'augmenter la génération d'énergie des piles électrochimiques microbiennes corrélée à une plus grande teneur en azote en surface.Les chercheurs ont ensuite étudié la conversion des nanotubes polymères conducteurs en nanotubes de carbone contenant de l'azote. L'équipe du projet a carbonisé des nanotubes de polymère conducteur (polypyrrole et polyaniline) pour exploiter encore les avantages du carbone, de l'azote et l'architecture des nanotubes. La performance électrochimique des piles électrochimiques microbiennes en a encore été renforcée par rapport aux nanotubes de carbone seuls.L'équipe du projet BEC-ME a accompli de grands progrès dans l'identification des matériaux et des procédés de modification permettant d'améliorer l'efficacité des piles électrochimiques microbiennes et la génération d'électricité. Le transfert de cette technologie vers une application à l'échelle industrielle permettra d'obtenir une source importante d'énergie renouvelable à partir des stations d'épuration de nos cités et de nos villes.
