De l'électricité à partir de microorganismes
Dans un système d'électrochimie microbienne, des bactéries transforment directement la matière organique en courant électrique. L'énergie des composés organiques dissous dans les eaux usées peut ainsi alimenter des processus électrochimiques. Un système électrochimique biologique se compose des deux électrodes habituelles, une anode et une cathode. À l'anode, les microbes peuvent oxyder divers composés organiques, libérant des électrons qui engendrent un courant électrique. À la cathode, d'autres microbes utilisent ce courant électrique pour fabriquer des composés chimiques utiles. Le projet BIOANODE (Extracting electrical current from organic compounds in wastewater), financé par l'UE, voulait étudier comment utiliser et contrôler des anodes biologiques, pour divers processus électrochimiques microbiens. Les chercheurs ont étudié l'usage d'anodes biologiques pour générer de l'hydrogène et récupérer l'ion ammonium à partir de liqueurs de boues, dans des centrales d'épuration des eaux usées. Ils ont mis au point un réacteur qui récupère 79 % des ions ammonium présents dans des liqueurs de boues réelles. Les chercheurs ont aussi étudié l'usage de ces anodes pour récupérer des métaux à partir de solutions lixiviées. Ils ont constaté que les réacteurs électrochimiques microbiens pouvaient récupérer les métaux de lixiviats acides, avec un bon rendement énergétique. Mais pour que les anodes biologiques fonctionnent, il fallait contrôler avec soin le fonctionnement du réacteur. Les chercheurs ont donc étudié comment contrôler le réacteur pour que les anodes fonctionnent correctement. L'équipe de BIOANODE a aussi étudié des méthodes de préservation des électrodes biologiques, et comparé trois techniques de stockage: la réfrigération, la congélation et la déshydratation. Elle a aussi étudié des cathodes biologiques capables de réduire le dioxyde de carbone en acétate et méthane, testé plusieurs stratégies et matériaux pour les électrodes, et examiné les communautés de microbes qui se développent sur les cathodes ainsi que les réactions biochimiques qu'elles catalysent. Le projet BIOANODE a fait progresser les connaissances sur le démarrage et le fonctionnement de systèmes électrochimiques microbiens, destinés au traitement des déchets et à des processus de production respectueux de l'environnement.
Mots‑clés
Électrodes, électrochimie microbienne, BIOANODE, courant électrique
