Des ingénieurs de l’Université de Tub ont montré qu’il était doable de capter et d’utiliser l’énergie créée par les réactions naturelles se produisant dans les micro-organismes du sol.




Une équipe d’ingénieurs chimistes et électriciens a démontré le potentiel des « piles à combustible microbiennes du sol » (SMFC) simples et bon marché, enfouies dans la terre pour alimenter un réacteur électrochimique qui purifie l’eau.

Les piles à flamable microbiennes du sol se sont avérées capables de créer de l'énergie pour filtrer l'eau potable quotidienne d'une personne au Brésil

La conception de la preuve de idea a été démontrée lors d’essais sur le terrain dans le nord-est du Brésil qui ont eu lieu en 2019 et a montré que les SMFC peuvent purifier approximativement trois litres d’eau par jour, suffisamment pour couvrir les besoins quotidiens en eau d’une personne.


Le projet est une collaboration avec une équipe de géographes de l’Universidade Federal do Ceará et une équipe de chimistes de l’Universidade Federal do Rio Grande do Norte.

Des assessments ont eu lieu à Icapuí, un village de pêcheurs situé dans un endroit semi-aride isolé où la principale supply d’eau potable est l’eau de pluie et l’accès à un réseau électrique fiable est scarce.

L’eau de pluie doit être chlorée pour être potable, et en furthermore de causer un mauvais goût et une mauvaise odeur, la chloration incontrôlée est dangereuse pour la santé humaine – des méthodes sûres pour traiter l’eau sont donc essentielles.

Les piles à flamable microbiennes du sol fonctionnent sur le terrain

Les SMFC génèrent de l’énergie à partir de l’activité métabolique de microorganismes spécifiques (électrigènes) naturellement présents dans le sol, capables de transférer des électrons à l’extérieur de leurs cellules.

Le système, développé par le personnel du département de génie chimique et du département de génie électronique et électrique de Bathtub, se compose de deux électrodes à foundation de carbone placées à une length fixe l’une de l’autre (4 cm) et connectées à un circuit externe. Une électrode, l’anode, est enterrée à l’intérieur du sol, tandis que l’autre, la cathode, est exposée à l’air à la surface du sol.

Les électrigènes peuplent la surface area de l’anode et lorsqu’ils « consomment » les composés organiques présents dans le sol, ils génèrent des électrons. Ces électrons sont transférés à l’anode et se déplacent vers la cathode by using le circuit externe, générant de l’électricité.

En construisant une pile de plusieurs SMFC, et en la connectant à une batterie, il est attainable de récolter et de stocker cette énergie, et de l’utiliser pour alimenter un réacteur électrochimique pour le traitement de l’eau.

Une seule unité SMFC ne coûte que quelques livres, ce qui pourrait être encore réduit avec la output de masse et l’utilisation de ressources locales pour la fabrication d’électrodes.

Resolution économique et strong pour un problème de chloration

La nécessité d’une purification sturdy de l’eau dans la région découle du fait que l’approvisionnement principal en eau provient des précipitations, qui doivent être chlorées pour être potable.

La technologie, installée à l’EEF Professora Mizinha de l’école primaire d’Icapuí, crée une petite quantité d’énergie, qui peut être utilisée pour purifier jusqu’à trois litres d’eau en une journée environ. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour accroître sa capacité.

L’équipe vise à affiner la conception de l’équipement et son efficacité pour permettre à un seul équipement de purifier l’eau nécessaire à une famille en une journée. Cela présente trois défis: produire suffisamment d’énergie collecter et stocker efficacement cette énergie et traiter efficacement l’eau pour garantir sa qualité et sa potabilité.

Le Dr Mirella Di Lorenzo, qui a dirigé le projet, a déclaré: « L’utilisation de la technologie des piles à combustible microbiennes du sol pour traiter les besoins quotidiens en eau d’une famille est déjà réalisable dans des ailments de laboratoire, mais le faire à l’extérieur et avec un système nécessitant un entretien minimum est beaucoup furthermore délicat, et ce a déjà prouvé une barrière à l’efficacité des piles à flamable microbiennes. Ce projet montre que les SMFC ont un véritable potentiel en tant que supply d’énergie long lasting à faible consommation d’énergie.

Elle a ajouté: « Nous nous attaquons au problème de la pénurie d’eau et de la sécurité énergétique dans le nord-est du Brésil, qui est une zone semi-aride. Nous avons cherché un moyen strong de traiter l’eau efficacement et de la rendre potable. L’eau de pluie est la principale supply de l’eau potable dans la région, mais ce n’est pas stérile – notre approche dans ce travail indique une façon de résoudre le problème.

« Un autre élément critical de notre projet est l’éducation autour des technologies durables. Le travail de terrain a été effectué avec les élèves du primaire et leurs enseignants. Ils ont été formés aux principes de fonctionnement, à l’installation et à la routine maintenance du système. »

Au cours du travail de terrain, qui a eu lieu en 2019, un système a été installé à l’école primaire, où il a été testé pour s’assurer qu’il pouvait reproduire les résultats précédemment vus en laboratoire.

Le leader brésilien du projet, le Dr Adryane Gorayeb, de l’Université fédérale du Ceará (UFC), a déclaré: « L’application de la technologie, ainsi que l’élément éducatif du projet, a fourni une expérience transformatrice aux élèves, qui ont élargi leur vision du monde.

« Les élèves ont aidé à la fabrication des piles à combustible microbiennes du sol et ont appris à manipuler la technologie. Ils ont également participé à un atelier dédié à la sensibilisation à l’environnement, basé sur les objectifs de développement strong des Nations Unies.