Une pile à combustible dépollue pour produire de l'électricité
Les piles à combustible microbiennes (PCM) exploitent les bactéries pour catalyser l'oxydation de la matière organique afin de produire de l'électricité. Elles permettent ainsi de nettoyer la pollution tout en générant de l'électricité. Le projet SEFCUMPAQ, financé par l'UE, a analysé un type de PCM appelé pile à combustible sédimentaire (PCS). Le but était de mettre au point une pile à combustible capable d'associer le traitement des eaux usées à la production d'électricité, permettant ainsi de remédier à la pollution des écosystèmes aquatiques par les métaux lourds. Le principal défi auquel le développement des PCS est confronté concerne l'amélioration de la formation du biofilm sur l'anode de la pile. Des tests ont été réalisés en eau douce et de mer polluée grâce à des communautés microbiennes pures et mixtes. L'analyse des ouvrages sur la bio-énergie a été réalisée et un article envoyé à un journal scientifique qui fait autorité. Les techniques électrochimiques ont été étudiées pour permettre une meilleure compréhension de l'influence de l'anode sur la diversité des micro-organismes trouvés dans le biofilm électro-actif. Les chercheurs ont utilisé des cellules d'électrolyse microbienne à chambre simple et double pour induire le développement du biofilm sur des électrodes en graphite en présence d'acétate, qui faisait office de donneur d'électrons. Les courants anodiques augmentés pour l'oxydation bio-électrocatalytique de l'acétate ont été obtenus lorsque les électrodes ont été incubées pendant de longues périodes avec un flux continu d'électrons. La conception de la cellule bio-électrochimique a fait l'objet d'une étude en vue de mieux comprendre le flux électronique dans les biofilms. La bactérie Geobacter sulfurredence a été analysée. Les recherches ont fourni des données complémentaires sur l'influence de l'anode sur la densité de courant dans les cellules bioélectriques à chambre simple et double. La croissance du biofilm avec Geobacter sulfurredence a provoqué une réaction bio-électrocatalytique à l'oxydation de l'acétate à différents potentiels dans les cellules électrochimiques simples. En revanche, les biofilms des cellules bio-électrochimiques à chambre double ont fait état d'une densité de courant supérieur à un potentiel inférieur. Les recherches ont également montré que le potentiel des électrodes dont l'amine a été modifiée (NH2) dans les cellules électrochimiques présentait des densités de courant et des charges cinétiques supérieures. L'amine devrait donc confirmer son importance dans la recherche sur les biocarburants. Les principaux résultats scientifiques et technologiques du projet SEFCUMPAQ ont été la démonstration de l'effet du potentiel de l'anode sur le transfert électronique. Cela a pu être obtenu par comparaison des communautés microbiennes pures et mixtes et l'amélioration de la génération de courant grâce à des surfaces d'électrodes sur mesure. Le projet SEFCUMPAQ a donné lieu à plusieurs dérivés technologiques qui contribueront à l'excellence et à la compétitivité européennes dans le domaine de la bio-énergie et du contrôle de la pollution.
