L’invention de cette pile à combustible alimentée par la terre peut fonctionner indéfiniment

Des chercheurs de l’Université de Northwestern, aux États-Unis, ont mis au point une pile à combustible qui transforme l’énergie des microbes dans le sol en électricité. Cette nouvelle technologie serait capable de faire fonctionner à long terme les capteurs utilisés pour l’agriculture de précision.

La production d’énergie à partir des bactéries est connue depuis plus d’un siècle. Pourtant, elle reste peu exploitée jusqu’à présent. Une pile à combustible microbienne (MFC) produit de l’électricité de la même manière qu’une batterie, mais elle capture l’énergie des bactéries plutôt que celle des substances chimiques. En effet, pendant que ces microbes se nourrissent du substrat organique, elles libèrent naturellement des électrons. Le plus souvent, les scientifiques utilisent ce processus pour traiter les eaux usées et les déchets biodégradables. Mais depuis quelques années, des équipes de recherche exploitent aussi la possibilité de produire de l’électricité verte à partir de ces micro-organismes. Jusqu’à ce jour, les résultats obtenus sont peu viables en raison de certaines contraintes comme la nécessité d’alimenter en eau et en oxygène les piles et de les placer sous la terre. De plus, les performances de ces dispositifs sont encore faibles, surtout en cas de manque d’humidité. Dans cette nouvelle étude, des chercheurs américains ont annoncé avoir surmonté ces obstacles et développé une pile à combustible fonctionnelle alimentée à la terre. Découverte.

Comment est réalisée la pile à combustible microbienne ?
Comment est réalisée la pile à combustible microbienne ? Crédit photo : Bill Yen/Northwestern University

Comment est conçue cette nouvelle pile microbienne ?

Lors de cette étude, l’équipe de l’Université de Northwestern a construit et testé de nombreux nouveaux modèles de biopiles, en vue de découvrir celui qui offre un accès continu à l’eau et à l’oxygène aux microbes. Elle a affirmé être parvenue à développer un modèle en forme de cartouche reposant sur un disque horizontal. Son anode en forme de disque en feutre de carbone est installée à l’horizontal au fond du dispositif. Celle-ci a été conçue pour être profondément enterrée dans le sol, où elle peut capturer les électrons générés par les micro-organismes. En revanche, la cathode en métal conducteur est disposée verticalement au-dessus de l’anode.

Enfouie dans la terre, la base de la pile à combustible microbienne (anode) accède donc à l’humidité du sol profond. Mais sa partie supérieure est située près la surface. Ce dispositif comporte également un espace d’air séparé de l’électrode par une fine membrane imperméable. Ce matériau étanche permet à la pile de produire continuellement de l’énergie, même en cas d’inondation. Outre cela, le dessus de la pile est couvert d’un capuchon pour empêcher les débris d’y pénétrer et de perturber l’accès de la cathode à l’oxygène.

La partie supérieure de la pile à combustible microbienne reste à la surface de la terre.
La partie supérieure de la pile à combustible microbienne reste à la surface de la terre. Crédit photo : Bill Yen/Northwestern University

Des résultats d’essais prometteurs

Les chercheurs ont effectué des essais du prototype en laboratoire. Selon eux, celui-ci a fonctionné de façon cohérente à différents niveaux d’humidité du sol, de plus humide à quelque peu sec (41 % d’eau en volume dans la terre). Il aurait généré en moyenne 68 fois plus d’énergie qu’il n’en fallait pour alimenter les appareils de détection de l’humidité et du toucher. Sa puissance serait 120 % supérieure à celle des technologies similaires. L’équipe a ajouté une minuscule antenne à ces petits appareils pour transmettre les données en temps réel à une station de base située à proximité.

Des essais en laboratoires ont été effectués.
Des essais en laboratoires ont été effectués. Crédit photo : Bill Yen/Northwestern University

Les applications potentielles de cette innovation

Les scientifiques ont précisé que cette nouvelle MFC peut être utilisée comme d’autres sources de production d’électricité à très long terme. L’énergie produite sera largement suffisante pour alimenter de petits capteurs de manière durable, sans devoir changer régulièrement la batterie. Cette technologie convient principalement aux agriculteurs qui souhaitent surveiller de près les divers éléments du sol (humidité, contaminants, nutriments…). D’après cette équipe, tous les composants de cette pile à combustible microbienne innovante sont facilement disponibles. Le passage à la phase de production à grande échelle pourrait donc s’effectuer prochainement. Plus d’informations : Northwestern.edu. Que pensez-vous de cette invention ? Nous vous invitons à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .

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Source
northwestern.edu

Tsiory Laurence

Titulaire de licence en communication et en langue française, je travaille comme rédactrice web depuis déjà plus de dix ans. J'ai collaboré avec quelques agences de communication locales avant de rejoindre l'équipe de Neozone. Ce qui m'a permis de consolider mon expérience en matière de création de contenus web au fil du temps. J’accorde une grande attention à chaque article que j’écris. Mon objectif, c'est de vous fournir des informations, des solutions et éventuellement des conseils. Je peux traiter divers thèmes, mais mes sujets préférés sont l’innovation, la technologie, le voyage, l’immobilier et les actualités. J’espère que mes articles vous permettront de connaître des inventeurs et des entreprises novatrices en France, en Europe et dans le monde entier. « La vie est une grande école où à chaque instant l’homme s’enrichit et tire une leçon de ses propres expériences ». Cette citation de Maude Anssens m’inspire dans tout ce que j’entreprends au quotidien. J’aime aussi suivre les actualités politiques et économiques internationales. Je pense que donner le meilleur de soi et s’adapter aux évolutions du monde autant que possible sont des valeurs importantes qui peuvent nous aider à progresser et à rester toujours efficaces. Je suis sur Linkedin si vous voulez me faire passer un message.

2 commentaires

  1. J’ y travailler sur le même projet depuis plus de 2 ans maintenant et j’ ai mis au point un dispositif pouvant atteindre les 48v DC avec de la terre, Donc merci pour ce travail cette étude me permettra surmonter d’améliorer mon dispositif.

  2. Bonjour, je suis ravi de savoir qu’enfin on va exploiter une nouvelle façon de produire des objets autonome agricole.

    Mais rien n’est infini. Et même si ça s’en approche, il ne faut pas oublier la durée de vie des éléments qui compose l’objet en question. Et qu’au vu de l’exploitation de la chimie bactérienne, celle ci sera indubitablement lié aux changements environnementaux.

    Cependant avec un peu de bon sens, nous avons aujourd’hui quelque chose de particulièrement utile pour les prochaines années.

    Je sais par nature, que rien n’est éternel.

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