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Piles à Combustibles Microbiennes

03 2014 - mis à jour le 15 04 2014

Ce nouveau type de pile à combustible est prometteur pour les pays émergents et pour l’environnement dans tous les pays.

En effet il permet

-       De produire de l’électricité en faisant fonctionner de façon électrochimique une unité de traitement des eaux usées, d’une usine d’agroalimentaire par exemple. Cette possibilité est traité ci-dessous avec la société EMEFCY.

-       De produire de  l’électricité par les plantes dans un champ, voir l’exemple de la société Plant-e (Hollande).

Les pays les plus avancés dans ce type de pile sont Israel, l’Australie (société Bilexys au Queensland), les USA et l’Europe (en plus de la Hollande et la société Plant-e, il y a eu un projet européen de 2009 à 2012 « Plant Power » qui a assez bien fonctionné, donc à suivre)

1 – EMEFCY Co – Cette société, basée en Israel a été fondée en 2008 par des israéliens avec l’appui d’éminents professeurs d’universités américaines. Elle a fait fin 2012 une importante augmentation de capital avec l’arrivée de grands fonds d’investissements (True North Ventures, Israel Cleantech Ventures, etc.) et de sociétés comme GE et ConocoPhilips.

A l’anode le combustible qui va être oxydé dans la plie est l’eau usée c’est à dire une solution diluée de matières organiques et de bactéries dans l’eau. On comprend donc que cette pile fonctionne un peu mieux avec les eaux usées des industries agroalimentaires que celles des habitants des villes. A la cathode, c’est l’air qui va être réduit. Voici un diagramme des opérations dans ce traitement.

Suite à l’électricité produite dans ce traitement des eaux usées on a un bilan de zéro consommation d’énergie et même on peut renvoyer l’électricité excédentaire dans le réseau !

Voir les photos des bioréacteurs.

2 – Plant-e Co – Cette société, basée en Hollande a été fondée en 09/2009 comme start-up de l’université de Wageningen en Hollande avec des chercheurs de cette université.

Une pile à combustible microbienne végétale (Plant-MFC) est potentiellement cinq fois plus efficace que les systèmes conventionnels de bioénergie.
En outre, aucune combustion ou gaz à effet de serre supplémentaire (tels que les oxydes d'azote ou les oxydes de soufre) n'est produit pendant la génération d'énergie. Un autre avantage est que l'appareil peut être développé dans des environnements semi-naturels tels que les toits végétalisés, des terrains de jeux, des rizières ou des zones humides.

Cette technologie innovante crée une perturbation environnementale minime et ne nuit pas aux terres agricoles nécessaires pour la production alimentaire. En outre, les nutriments végétaux sont retenus et permettent d'associer les activités alimentaires et de génération d'énergie.
Principe de fonctionnement d’une pile microbienne à plantes. Les sucres produits par la photosynthèse des plantes sont dégradés par les micro-organismes bactériens présents dans le milieu ; ils produisent en retour du CO2, des protons et des électrons captés par l’anode placée à proximité des racines. La cathode est quant à elle fixée à l’intérieur d’un second compartiment séparé du premier par une membrane perméable aux protons. La différence de potentiel entre les deux milieux engendre un courant électrique. Au final, les protons arrivés dans le second compartiment par diffusion vont réagir avec des molécules d’oxygène et des électrons issus de la cathode pour former de l’eau.

. Des végétaux ont été mis en culture dans un milieu contenant des micro-organismes. Lors de tests, la production a atteint 0,4 watt par mètre carré (W/m²) de plantes en cours de croissance, soit plus que le courant généré par diverses autres piles microbiennes exploitant la fermentation de la biomasse. Dans le futur, la productivité du système pourrait atteindre 3,2 W/m². La pile microbienne à plantes (ou Plant-MFC pour Plant Microbial Fuel Cell) pourrait prochainement être installée sur des toits plats ou dans des zones spécifiques de certains pays en voie de développement. En effet, le dispositif peut être enterré au sein de zones humides exploitées par l’agriculture sans en gêner l’utilisation, par exemple dans des rizières, ou encore en milieu marécageux. Détail intéressant, la pile fonctionnerait avec une grande variété de plantes. Au final, elle se révèle donc non polluante, discrète et durable.. À suivre donc

En 02/2014, Plant-e a lancé des prototypes pré-séries (on peut les commander) de plusieurs produits : les plus intéressants sont le Plant-e Mobile pour recharger les mobiles et le Plant-e Roof pour produire de l’électricité à partir de 50 m2 de toit végétalisé.

MAJ: en avril 2014, ils ont vendu leur premier produit, un toit végétalisé de 100 m2 à un site hollandais en cours de transformation: Hembrug Grounds à Zaandam !!

Voir les photos des produits et schémas.

 Article mis sur mon blog le 22 mars 2014 et maj les 15 et 16 04 2014.