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Un projet de pile à combustible bio, qui produirait de l’électricité à partir de l’hydrogène de l’air, a été présenté par des chercheurs de l’Université d’Oxford à l’American Chemical Society. Toutes les pistes sont étudiées pour préparer l’économie Hydrogène de demain censée remplacer l’économie Pétrole d’aujourd’hui. Parmi celles-ci, les piles à combustibles constituent une voie intéressante, mais l’utilisation de platine dans leur composition les rend coûteuse.
Un groupe de chercheurs britanniques de l’ Université d’Oxford pense avoir trouvé une solution alternative de pile à combustible en présentant lors du 233e meeting national de l’American Chemical Society un prototype biologique à base d’enzymes.
Le pouvoir des hydrogénases
Celles-ci, les hydrogénases, sont présentes naturellement dans les bactéries capables d’utiliser l’hydrogène pour leur métabolisme. Le prototype comporte deux électrodes recouvertes de ces enzymes et placées dans un réceptacle rempli d’air additionné de 3% d’hydrogène. Si ce pourcentage se trouve à la limite du seuil dangereux des 4%, à partir duquel le mélange est explosif, il est cependant suffisant pour générer de l’électricité et alimenter une montre ou de petits appareils électroniques.
” Le potentiel de cette technologie est immense “, commente Fraser Armstrong, à la tête du groupe de recherche. ” Nous sommes au sommet d’un large iceberg, avec d’énormes conséquences pour le futur, mais il reste beaucoup à faire avant que cette génération de piles à combustible utilisant des enzymes devienne une réalité commerciale. La plupart des hydrogénases ont des sites actifs extrêmement sensibles et sont détruites par de simples traces d’oxygène. Mais nos hydrogénases tolérantes ont évolué pour être capables de résister. “
Alternative au platine et aux membranes onéreuses ?
La pile à combustible biologique a plusieurs avantages par rapport aux modèles conventionnels qui convertissent de l’énergie chimique en énergie électrique sans combustion, ne laissant comme déchet que de l’eau. Tout d’abord, elle n’utilise pas de platine pour ses électrodes. Celui-ci, plus cher que l’or, atteint des prix autour de 1000 dollars l’once. Ce métal précieux n’est présent qu’en quantités limitées et est donc incompatible avec des besoins de masse. D’autre part, les catalyseurs au platine sont facilement inactivés par le monoxyde de carbone, impureté fréquemment présente dans les productions industrielles d’hydrogène.
Les hydrogénases, outre leur faible coût de production, ne présentent pas de dégradation liée au monoxyde de carbone et possèdent une tolérance à l’oxygène, ce qui évite d’avoir besoin de coûteuses membranes sélectives. Et leur rendement est comparable à celui des piles à combustible utilisant du platine.
Les hydrogénases utilisées proviennent de Ralstonia metallidurans, une vénérable bactérie déjà présente sur Terre il y a plus de 2.5 milliards d’années, qui les utilisait déjà pour métaboliser l’hydrogène dans une atmosphère alors dépourvue d’oxygène.
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