L’acide formique, qui peut être produit électrochimiquement à partir du dioxyde de carbone, est un vecteur énergétique prometteur. Une équipe de recherche chinoise a développé un système de batterie hybride à charge rapide qui merge la génération électrochimique d’acide formique comme vecteur d’énergie avec une pile à flamable microbienne. Comme l’équipe le démontre dans la revue Angewandte Chemie, ce nouveau système de batterie biohybride à chargement rapide peut être utilisé pour surveiller la toxicité de l’eau potable, ce qui n’est qu’une des nombreuses programs futures potentielles.
Les piles à combustible microbiennes exploitent les bactéries pour produire de l’électricité, exploitant la capacité de certaines espèces bactériennes à convertir des molécules riches en énergie en énergie électrique. Dans les batteries entièrement microbiennes, les bactéries produisent également des molécules porteuses d’énergie pendant le processus de charge, qui sont ensuite utilisées pour générer de l’électricité pendant le processus de décharge. Cependant, l’un des inconvénients des batteries entièrement microbiennes est que la charge reste plutôt inefficace et lente.
En couplant la génération électrochimique purement inorganique d’une molécule biologique energetic avec une pile à flamable microbienne, l’équipe de recherche de Yong Jiang de l’Université d’agriculture et de foresterie de Fuzhou, en Chine, et ses collègues ont développé pour la première fois un système de batterie microbienne hybride à deux étages. qui surmonte bon nombre des défis rencontrés par les batteries entièrement microbiennes.
L’équipe visait également à produire une batterie biohybride utilisant des composants simples et peu coûteux pour fournir une énergie resilient. Ils ont découvert que l’acide formique est un vecteur d’énergie biologique durable, motor vehicle il peut être produit biologiquement ou électrocatalytiquement à partir du dioxyde de carbone et est ensuite disponible pour la consommation par les bactéries de la pile à flamable microbienne.
À l’aide de composants disponibles dans le commerce, ils ont conçu une cellule d’électrolyse dans laquelle des catalyseurs inorganiques convertissent le dioxyde de carbone gazeux en acide formique. Grâce à cette conception, l’équipe a constaté que le processus de chargement s’effectue en quelques minutes. Une fois que l’acide formique a été produit et extrait de l’électrolyte, il est introduit dans un deuxième dispositif – la pile à flamable microbienne – où les bactéries le convertissent lentement en dioxyde de carbone et en électricité au niveau de la bioanode.
Ce système à deux étages produisait suffisamment de courant pour 25 heures de décharge, une valeur très utile dans de nombreuses programs. Comme preuve de principle, l’équipe a utilisé le courant de décharge produit pour surveiller la présence de toxines dans l’eau et a découvert que le signal du courant changeait lorsque des toxines environnementales telles que le formaldéhyde et le cuivre étaient ajoutées à l’eau. L’équipe suggère d’autres applications dans le traitement tough des eaux usées ou le dessalement.
