Une nouvelle bio-batterie minuscule pourrait fournir de l’énergie pendant un siècle ou plus
Un professeur et son doctorant ont modifié une pile à combustible ingérable alimentée par des bactéries pour en faire une source d’énergie portable, stockable et durable.
Une équipe de chercheurs de l’université de Binghampton, à New York, a modifié une bio-batterie qui pourrait être avalée puis activée par la PH intestinale humaine pour de nouvelles applications à l’extérieur du corps. Le professeur Seokheun (Shean) Choi et son étudiante en doctorat Maryam Rezaie ont présenté leurs résultats dans la revue Small cette semaine.
Ils ont découvert que leur « bio-batterie », qui est indigeste, pourrait potentiellement fournir une charge pendant 100 ans si elle est configurée correctement. D’après leurs recherches publiées précédemment, la « bio-batterie » peut générer une densité de puissance d’environ 100 microwatts par centimètre carré. C’est suffisant pour une transmission sans fil, mais une puissance dix fois supérieure offrirait de nombreuses applications passionnantes.
« L’objectif global est de développer une pile à combustible microbienne qui puisse être stockée pendant une période relativement longue sans dégradation de l’activité biocatalytique et qui puisse également être activée rapidement en absorbant l’humidité de l’air », explique Choi, membre de la faculté du département d’ingénierie électrique et informatique du Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science.
« Nous voulions fabriquer ces biobatteries pour qu’elles soient portables, stockables et capables de produire de l’énergie à la demande », a déclaré M. Choi. « Le problème est le suivant : comment pouvons-nous assurer le stockage à long terme des bactéries jusqu’à ce qu’elles soient utilisées ? Et si c’est possible, comment activer la batterie à la demande pour une production d’énergie rapide et facile ? Et comment améliorer la puissance ? », a-t-il ajouté.
La batterie, ou plus exactement la pile à combustible, a à peu près la taille d’une pièce de 10 cents et est scellée par une bande de ruban Kapton, qui peut supporter des températures comprises entre -500 et 750 degrés Fahrenheit. La cellule est activée lorsque le ruban est retiré et que l’humidité peut y pénétrer. Les bactéries, combinées à un germinant chimique, sont alors encouragées à produire des spores. Les chercheurs ont découvert que ce processus génère suffisamment d’énergie pour alimenter une LED, un thermomètre numérique ou une petite horloge.
Le temps nécessaire pour atteindre la pleine puissance a été réduit d’une heure à vingt minutes en chauffant les spores bactériennes, et la production d’électricité a augmenté à mesure que le niveau d’humidité s’élevait. La production d’électricité a diminué de 2 % après une semaine de stockage à température ambiante.
L’Office of Naval Research finance le projet, qui pourrait être utilisé à diverses fins militaires comme source d’énergie dans des environnements hostiles ou sur le champ de bataille. Toutefois, une telle pile à combustible pourrait également être utilisée à de nombreuses fins civiles.
Tous ces résultats sont positifs, mais M. Choi est conscient que pour qu’une pile à combustible soit une alternative viable aux batteries conventionnelles, elle doit s’alimenter plus rapidement et fournir une tension plus élevée.
« Je pense que c’est un bon début », a-t-il déclaré. « J’espère que nous pourrons fabriquer un produit commercial à partir de ces idées. »
Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche
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