Cette pile à combustible, alimentée par les microbes présents dans le sol, fonctionne indéfiniment

Publié par Cédric le 12/02/2024 à 13:10
Auteur de l'article: Cédric DEPOND
Source: Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies
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Une équipe de chercheurs de l'Université de Northwestern, aux États-Unis, a récemment mis au point une technologie innovante capable de transformer l'énergie des microbes présents dans le sol en électricité. Cette avancée prometteuse ouvre la voie à une nouvelle ère (Une nouvelle ère (1/2) et Une nouvelle ère (2/2) sont des épisodes de la série...) dans le domaine de l'agriculture de précision en offrant une source d'alimentation durable pour les capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une...) utilisés dans ce domaine.


Crédit photo: Bill Yen/Northwestern University

Contrairement aux piles à combustible traditionnelles qui utilisent des substances chimiques, la pile à combustible (Une pile à combustible est une pile où la fabrication de l'électricité se fait...) microbienne (MFC) tire profit des bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées...) du sol pour produire de l'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la...). Ce processus, connu depuis plus d'un siècle, était jusqu'à présent peu exploité. Les MFC fonctionnent en capturant les électrons libérés par les microbes lorsqu'ils se nourrissent de matière organique (La matière organique (MO) est la matière carbonée produite en général par...), offrant ainsi une source d'énergie renouvelable (Une énergie renouvelable est une source d'énergie se renouvelant assez rapidement pour être...) et respectueuse de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...).

Dans cette étude, les chercheurs ont surmonté les obstacles traditionnels rencontrés par les MFC, tels que le besoin d'un approvisionnement continu en eau et en oxygène, ainsi que les performances limitées en cas de manque d'humidité. Ils ont développé un modèle de pile en forme de cartouche, avec une anode horizontale profondément enterrée dans le sol pour capter les électrons des micro-organismes, et une cathode verticale (La verticale est une droite parallèle à la direction de la pesanteur, donnée notamment par le...) située près de la surface.

Cette conception permet à la pile de fonctionner de manière cohérente à différents niveaux d'humidité du sol, générant en moyenne 68 fois plus d'énergie que nécessaire pour alimenter les capteurs. De plus, elle offre une puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) 120 % supérieure à celle des technologies similaires, ce qui la rend extrêmement efficace pour l'agriculture de précision.


Schéma de la pile à combustible microbienne ? Crédit photo: Bill Yen/Northwestern University

Les chercheurs ont également ajouté une minuscule antenne aux capteurs alimentés par la pile, leur permettant de transmettre les données en temps réel à une station de base. Cette technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) offre ainsi la possibilité de surveiller de près les éléments du sol tels que l'humidité, les contaminants et les nutriments, de manière durable et efficace.

Enfin, tous les composants de cette pile à combustible microbienne sont facilement disponibles, ce qui rend possible une production à grande échelle dans un avenir proche. Cette avancée pourrait révolutionner l'agriculture de précision en offrant une source d'énergie durable et accessible pour surveiller et optimiser la santé des sols agricoles.
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