Les résultats fournis par Y.H. Percival Zhang, professeur agrégé d’ingénierie des systèmes biologiques au Collège d’agriculture et des sciences de la vie ont été publiés dans la revue Nature Communications.
La conception de batteries alimentées avec du saccharose n’est pas nouvelle. Toutefois, le professeur a affirmé que son prototype avait une densité énergétique beaucoup plus élevée, ce qui lui permettait de fonctionner plus longtemps avant son réapprovisionnement.
"Dans trois ans au plus tôt, cette nouvelle batterie pourrait trouver sa place dans certains téléphones, tablettes, consoles et autres appareils électroniques qui nécessitent toujours plus d’électricité dans notre monde énergivore", a précisé Zhang. "Le sucre reste un parfait élément naturel de stockage de l’énergie (…) Il est donc logique que nous essayons d’exploiter cette énergie ‘naturelle’ d’une manière respectueuse de l’environnement pour produire une batterie."
Selon l’Agence de protection de l’environnement, des milliards de piles ‘toxiques‘ sont jetées chaque année aux USA, constituant une menace pour l’environnement et la santé humaine. Cette découverte pourrait contribuer à éviter l’entassement des centaines de milliers de tonnes de batteries dans les décharges.
Le Pr. Zhang a déjà utilisé dans ses précédents travaux une série d’enzymes pour obtenir des combinaisons qui n’existent pas dans la nature. Il a ainsi travaillé sur la création d’amidon à partir de plantes non alimentaires et développé une nouvelle façon d’extraire de l’hydrogène d’une manière plus économique et écologique à destination des véhicules.
Avec ce nouveau développement, l’équipe a ouvert la chemin à une enzyme de synthèse qui supprime toutes les dépenses potentielles induites pour produire de l’électricité dans une pile à combustible enzymatique. Ensuite, le biocatalyseur (à enzyme) à faible coût est utilisé comme catalyseur à la place du platine, un composant coûteux généralement utilisé dans les piles à combustibles conventionnelles.
Comme toutes les piles à combustible, la pile ‘sucrée’ associe carburant – dans ce cas, la maltodextrine, un polysaccharide fabriqué à partir de l’hydrolyse partielle de l’amidon – avec de l’air pour produire de l’électricité et de l’eau comme principaux sous-produits.
"Nous libérons lentement tous les électrons stockés dans la solution sucrée, étape par étape à l’aide d’une cascade enzymatique," a ajouté le Pr. Zhang.
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En synthétisant 13 enzymes puis en les combinant à une solution de maltodextrine, ils ont réussi à produire du courant. Avec 24 électrons pour chaque unité de glucose, la pile à combustible est en mesure de stocker jusqu’à 10 fois plus d’énergie qu’une pile au lithium.
Différent de la pile à combustible d’hydrogène et de la pile à combustible à méthanol direct, la solution à base de sucre n’est ni explosive, ni inflammable et présente une densité de stockage d’énergie bien supérieure. De plus, les enzymes et les combustibles utilisés pour construire le dispositif sont biodégradables. La batterie est également rechargeable ! Le sucre peut être ajouté un peu comme lorsque l’on rempli une cartouche d’encre.
« chaque unite de glucose »… Cher Enerzine, on appelle ca une molecule.
Pour des explications plus claires de ce travail sérieux et contrôlé : ww w.nature.com/ncomms/2014/140121/ncomms4026/full/ncomms4026.html ww w.extremetech.com/extreme/175137-sugar-powered-biobattery-has-10-times-the-energy-storage-of-lithium-your-smartphone-might-soon-run-on-enzymes le biologiste qui utilise la créativité de la vie pour ce résultat : w ww.bse.vt.edu/people/tenure-track/zhang-percival.html#tabs-4 A high-energy-density sugar biobattery based on a synthetic enzymatic pathway High-energy-density, green, safe batteries are highly desirable for meeting the rapidly growing needs of portable electronics. The incomplete oxidation of sugars mediated by one or a few enzymes in enzymatic fuel cells suffers from low energy densities and slow reaction rates. Here we show that nearly 24 electrons per glucose unit of maltodextrin can be produced through a synthetic catabolic pathway that comprises 13 enzymes in an air-breathing enzymatic fuel cell. This enzymatic fuel cell is based on non-immobilized enzymes that exhibit a maximum power output of 0.8 mW cm−2 and a maximum current density of 6 mA cm−2, which are far higher than the values for systems based on immobilized enzymes. Enzymatic fuel cells containing a 15% (wt/v) maltodextrin solution have an energy-storage density of 596 Ah kg−1, which is one order of magnitude higher than that of lithium-ion batteries. Sugar-powered biobatteries could serve as next-generation green power sources, particularly for portable electronics. Vu ce que font les êtres vivants, il sera certainement possible d’utiliser leurs enzimes dans le futur pour générer efficacement de l’électricité, sans risque de feux comme le lithium à l’air.
Encore une annonce avec batterie « au sucre », espérons que cette fois c’est la bonne ! (etehiver semble dire que oui, tant mieux) Plus que 3 ans à attendre… pour les « batteries » petits objets. Quid pour le transport ? Si j’ai bien compris, première batterie « OGM », mais c’est pour la bonne cause ! Dans X ans, quand la demande en « sucre » sera importante, quelles conséquences sur la compétition alimentation/ énergie ? Et sur la déforestation en Amazonie, cf le Brésil déjà premier producteur d’éthanol à partie de la canne … à sucre ? Ou alors, relance de la betterave bien de chez nous, bonjour la biodiversité en beauce et en Brie ?
C’est une avancée majeure mondiale. Je tiens à rendre un vibrant hommage au professeur Y.H Percival Zhang et à son équipe, pour cette batterie rechargeable, biodégradable, fonctionnant au sucre et qui possède en plus, une densité énergétique inégalée.Son prix dores et déjà très compétitif, permettra à court terme, de remplacer les très polluantes et toxiques batteries conventionnelles.Il reste simplement à confirmer sa fiabilité dans la durée, qui à priori ne posera pas de problèmes au vu de la simplicité du procédé. La production du dihydrogène dans l’industrie (production de NH3 , engrais, corps gras …..) deviendra très compétitive, grâce à ce procédé. Ce sera une très bonne chose. En revanche, pour ce qui est de l’utilisation du dihydrogène dans le transport, que ce soit au niveau de son dangereux et problèmatique stockage, ou de son utilisation directe dans les piles à combustible, franchement, je n’y crois pas du tout, car ces dangers inévitables, parfois imprévivibles et aux conséquences incalculables, sont permanents.
(suite de mon précédent commentaire) Il n’y a aucune information concernant le temps de recharge de ces batteries rechargeables, fonctionnant au sucre. Cette caractéristique est fondamentale.