- Enjeux des biopiles :
- Définition:
- Avantages:
- Inconvénients:
- Principe de fonctionnement :
- Vers des enzymes toujours plus performantes :
- Sources :
La production d’énergie devient un enjeu majeur et l’impact sur l’environnement de la combustion des énergies fossiles oblige à trouver d’autres modes de production. L’alternative des piles à combustibles utilisant des carburant plus “vert” comme l’hydrogène ou le méthanol sont en cours de développement. Mais d’autres dispositifs alternatifs qui s’inspirent des mécanismes biologiques sont également envisagés : se sont les biopiles enzymatiques. La catalyse est assurée par des enzymes plus respectueuses de l’environnement.
Il existe deux types de biopiles :
- Les biopiles microbiennes : Production d’électricité par des bactéries réalisant un catabolisme naturel des sucres, ie. par dégradation de certaines molécules organiques en libérant des électrons.
- Les biopiles enzymatiques : On remplace les catalyseurs traditionnels par des catalyseurs biologiques; des enzymes.
- Miniaturisation, en effet, des chercheurs ont réussi à miniaturiser une pile dans un raisin !
- utilisation de l’énergie animale/humaine/végétale
- faible empreinte carbone
- Très faible puissance délivrée, de l’ordre du milliwatt, juste de quoi satisfaire des appareils électroniques.
- Mauvaise conservation dans le temps, effectivement, l’immobilisation des enzymes sur l’électrode n’est pas permanente. Elle est cependant nécessaire pour assurer la production d’un courant électrique. Plusieurs types d’immobilisation existent, en voici 4 des plus connus :
Les piles classiques, type Duracel etc…, sont dans 80% des cas des piles alcalines, elles utilisent majoritairement le zinc comme anode et aussi comme catalyseur. En effet, les piles à combustibles classiques utilisent des métaux nobles comme catalyseur de la réaction. La cathode, quant-à-elle, se compose généralement de dioxyde de manganèse et l’électrolyte est en général de l’hydroxyde de potassium (KOH). Les deuxième type de pile classique sont celles au lithium (présentent dans nos téléphones, PC, etc... ), elles présentent l’avantage d’une plus grande durée de vie.
Afin d’améliorer l’efficacité des piles, les recherches d’aujourd’hui utilisent un nouveau principe créé par Frances Arnold, l’évolution dirigée (directed evolution), qui lui a valu le Prix Nobel de Chimie 2018. Cette technique permet de synthétiser une enzyme catalytique jusqu’à 1000 fois plus performante en réalisant plusieurs fois un cycle constitué de tests et de synthétisation aléatoires.
http://www.ruedespiles.com/blog/82-les-composants-de-la-pile
http://www.slate.fr/lien/54863/scientifiques-hasard-pile-puissante-biodegradable
Cf:l’actualité chimique http://jeanvilar.net/docs/Biopiles_2013-373-avril-p18.pdf