Les piles à combustible extraient l'énergie du sol

Une équipe de chercheurs de l'Université Northwestern a mis au point une nouvelle pile à combustible qui capte l'énergie produite par la décomposition du sol par des micro-organismes.

Le couvercle de la batterie, imprimé en 3D, dépasse du sol. Photo : Bill Yen/Université Northwestern — Le couvercle de la batterie, imprimé en 3D, dépasse du sol. Photo : *Bill Yen/Université Northwestern*

Une batterie alimentée par le sol, de la taille d'un petit livre, offre une alternative viable aux batteries pour les capteurs souterrains en agriculture , a rapporté Interesting Engineering le 16 janvier. Ces nouvelles recherches ont été publiées dans la revue Proceedings of the Association for Computing Machinery on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies.

L'équipe d'experts a souligné la durabilité de la nouvelle pile à combustible, faisant référence à sa capacité à résister à différentes conditions environnementales, notamment aux terres arides et aux zones inondables.

« Ces micro-organismes sont très abondants et vivent partout dans le sol. Nous pouvons utiliser des systèmes simples pour produire de l'électricité à partir d'eux. Nous ne pourrons pas alimenter une ville entière avec cette quantité d'électricité, mais nous pouvons en produire de petites quantités pour des applications pratiques peu énergivores », a déclaré George Wells, membre de l'équipe de recherche.

Les substances chimiques contenues dans les batteries peuvent s'infiltrer dans le sol ; cette nouvelle technologie constitue donc également une alternative respectueuse de l'environnement, éliminant les problèmes liés aux composants toxiques et inflammables des batteries.

Cette nouvelle pile à combustible utilise un tissu de carbone pour l'anode et un métal conducteur inerte pour la cathode. L'équipe a appliqué un matériau hydrofuge à la surface de la cathode, ce qui lui permet de fonctionner en immersion et garantit son séchage après immersion.

Piles à combustible propres en laboratoire (à gauche) et dans le sol (à droite). Photo : Bill Yen/Université Northwestern — Piles à combustible propres en laboratoire (à gauche) et dans le sol (à droite). Photo : *Bill Yen/Université Northwestern*

Le prototype de pile à combustible a fonctionné avec succès, produisant 68 fois plus d'électricité que nécessaire pour alimenter ses capteurs. La pile était également suffisamment robuste pour résister à d'importantes variations d'humidité du sol. L'équipe a également connecté le capteur de sol à une petite antenne pour une communication sans fil, permettant ainsi à la pile à combustible de transmettre des données à une station de base voisine. Il est à noter que cette nouvelle pile à combustible a non seulement fonctionné aussi bien en conditions sèches qu'humides, mais a également affiché une durée de vie environ 120 % supérieure à celle des technologies similaires.

« Le nombre d’objets connectés à l’Internet des objets ne cesse de croître. Si l’on imagine un avenir avec des milliards de ces objets, il est impossible de tous les fabriquer avec du lithium, des métaux lourds et des substances toxiques dangereuses pour l’environnement », a déclaré Bill Yen, qui a dirigé cette nouvelle étude.

« Nous devons trouver des solutions alternatives pour fournir de petites quantités d'énergie afin d'alimenter un réseau décentralisé d'appareils. Pour ce faire, nous travaillons sur des piles à combustible microbiennes du sol, qui utilisent des micro-organismes spécifiques pour décomposer le sol et fournir cette faible quantité d'électricité aux capteurs. Tant que le sol contient du carbone organique à décomposer, les piles à combustible peuvent fonctionner indéfiniment », a conclu Yen.

Thu Thao (Selon Interesting Engineering )

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