Des chercheurs récoltent du courant électrique à partir d'algues

  Meragriculture 2022 UE
Courant électrique du tableau des algues

Une simulation du processus de récolte du courant électrique des algues : les algues libèrent des molécules qui transportent des électrons vers une électrode en acier inoxydable (l'anode). Les électrons sont transférés vers la deuxième électrode (une cathode en platine) qui peut réduire les protons trouvés dans la solution électrolytique d'eau de mer en hydrogène gazeux. Le courant peut être soit utilisé directement, soit si de l'hydrogène est produit, le gaz peut être utilisé comme futur carburant propre.

Rdes chercheurs de la Institut israélien de technologie (Technion) ont développé une nouvelle méthode qui récolte un courant électrique directement à partir d'algues d'une manière écologique et efficace. L'idée, qui est venue au doctorant Yaniv Shlosberg alors qu'il nageait à la plage, a été développée par un consortium de chercheurs de trois facultés du Technion membres du Grand Technion Energy Program (GTEP), ainsi qu'un chercheur de l'Israel Oceanographic et l'Institut de recherche limnologique (IOLR).

Les enjeux problématiques des énergies fossiles sont le moteur de la recherche sur les méthodes de sources d'énergie alternatives, propres et renouvelables. L'une d'entre elles est l'utilisation d'organismes vivants comme source de courants électriques dans les piles à combustible microbiennes (MFC). Certaines bactéries peuvent transférer des électrons aux cellules électrochimiques pour produire du courant électrique. Les bactéries ont besoin d'être constamment nourries et certaines d'entre elles sont pathogènes.

Une technologie similaire est celle des cellules bio-photoélectrochimiques (BPEC). Comme pour le MFC, la source d'électrons peut provenir de bactéries photosynthétiques, notamment de cyanobactéries. Les cyanobactéries fabriquent leur propre nourriture à partir du dioxyde de carbone, de l'eau et de la lumière du soleil, et dans la plupart des cas, elles sont bénignes.

Les groupes de recherche du professeur Noam Adir et du doctorant Yaniv Shlosberg, ont précédemment développé des technologies utilisant des cyanobactéries pour obtenir du courant électrique et de l'hydrogène, comme publié dans Communications et sciences de la nature.

Les cyanobactéries présentent cependant certains inconvénients. Ils produisent moins de courant dans l'obscurité, car aucune photosynthèse n'est effectuée. De plus, la quantité de courant obtenue est toujours inférieure à celle obtenue à partir des technologies de cellules solaires, de sorte que, bien que plus inoffensive pour l'environnement, la BPEC est moins attrayante sur le plan commercial.

Passer des cyanobactéries à l'ulva

Dans cette étude, les chercheurs du Technion et de l'IOLR ont décidé d'essayer de résoudre ce problème en utilisant une nouvelle source photosynthétique : les algues. De nombreuses espèces différentes d'algues poussent naturellement sur la rive méditerranéenne d'Israël, en particulier Ulva (aussi connu sous le nom laitue de mer) qui est cultivé en grande quantité à l'IOLR à des fins de recherche.

La recherche a été dirigée par les professeurs Noam Adir et Yaniv Shlosberg, de la Faculté de chimie Schulich et du GTEP. Ils ont collaboré avec d'autres chercheurs du Technion : Dr. Tunde Toth (Faculté de chimie Schulich), Prof. Gadi Schuster, Dr. David Meiri, Nimrod Krupnik et Benjamin Eichenbaum (Faculté de biologie), Dr. Omer Yehezkeli et Matan Meirovich (Faculté de biotechnologie et de génie alimentaire) et le Dr Alvaro Israël de l'IOLR à Haïfa.

Les chercheurs du Technion/IOLR ont construit un prototype d'appareil qui capte le courant directement dans le Ulva cuve de croissance. Après avoir développé de nouvelles méthodes pour connecter Ulva et BPEC, des courants mille fois supérieurs à ceux des cyanobactéries ont été obtenus — des courants qui sont au niveau de ceux obtenus à partir de cellules solaires standards. Le professeur Adir note que ces courants accrus sont dus au taux élevé de photosynthèse des algues et à la capacité d'utiliser les algues dans leur eau de mer naturelle comme électrolyte BPEC - la solution qui favorise le transfert d'électrons dans le BPEC.

De plus, les algues fournissent des courants dans l'obscurité, environ 50% de ceux obtenus à la lumière. La source du courant d'obscurité provient de la respiration - où les sucres fabriqués par le processus photosynthétique sont utilisés comme source interne de nutriments. D'une manière similaire au BPEC cyanobactérien, aucun produit chimique supplémentaire n'est nécessaire pour obtenir le courant. L'Ulva produit des molécules médiatrices de transfert d'électrons qui sont sécrétées par les cellules et transfèrent les électrons à l'électrode BPEC.

La nouvelle technologie est négative en carbone. L'algue absorbe le carbone de l'atmosphère pendant la journée tout en poussant et en libérant de l'oxygène. Lors de la récolte des courants pendant la journée, aucun carbone n'est libéré. Pendant la nuit, les algues libèrent la quantité normale de carbone de la respiration.

« En présentant notre prototype de dispositif, nous montrons que des courants importants peuvent être récoltés à partir des algues », a déclaré le professeur Adir. "Nous pensons que la technologie peut être encore améliorée pour conduire à de futures technologies d'énergie verte."

Les chercheurs ont présenté leur nouvelle méthode de collecte d'un courant électrique directement à partir d'algues dans la revue Biosensors et bioélectronique. L'article décrit les résultats obtenus par des chercheurs de la Faculté de chimie Schulich, de la Faculté de biologie, de la Faculté de biotechnologie et de génie alimentaire, du GTEP et de l'IOLR.

Tous les droits sont réservés. Autorisation requise pour réimprimer les articles dans leur intégralité. Doit inclure une déclaration de copyright et des hyperliens en direct. Contacter david@algaeplanet.com. Algae Planet accepte les manuscrits non sollicités pour examen et n'assume aucune responsabilité quant à la validité des affirmations formulées dans l'éditorial soumis.

Agriculture Séricole USA 2022
Annonce Algametrics

Femmes d'algues

S'abonner

Site d'emploi de l'industrie des algues

Archives

Guide du débutant

Abonnez-vous à Algae Planet

Rejoignez notre liste d'abonnés pour recevoir les dernières nouvelles et mises à jour d'Algae Planet.

Vous avez avec succès Inscrit!