Sushi ou électricité ? Comment devrions-nous utiliser les algues

Le doctorant Yaniv Shlosberg, ainsi qu’un consortium de chercheurs de trois facultés du Technion et un chercheur de l’Institut israélien de recherche océanographique et limnologique, ont développé une nouvelle méthode qui récolte un courant électrique directement à partir d’algues de manière écologique et efficace.

Plus c’est propre, mieux c’est

L’utilisation de combustibles fossiles entraîne l’émission de gaz à effet de serre et d’autres composés polluants liés au changement climatique. Les technologies de production d’énergie à base de combustibles fossiles sont dites « positives en carbone », ce qui signifie que le processus de combustion du combustible libère du carbone dans l’atmosphère. Ainsi, non seulement leur utilisation est toxique, mais les extraire et les transporter à travers le monde est également très polluant. Essentiellement, ils sont toxiques à toutes les étapes de leur cycle de vie. Alors que la crise climatique continue d’être au premier plan des préoccupations mondiales, de plus en plus de recherches sont menées sur les méthodes de sources d’énergie alternatives, propres et renouvelables.

L’une des méthodes explorées dans les sources d’énergie alternatives consiste à utiliser des organismes vivants comme source de courants électriques dans les piles à combustible microbiennes (MFC). Certaines bactéries peuvent transférer des électrons aux cellules électrochimiques pour produire du courant électrique. La source d’électrons peut provenir de bactéries photosynthétiques, en particulier de cyanobactéries (également appelées algues bleu-vert). Les cyanobactéries fabriquent leur propre nourriture à partir du dioxyde de carbone, de l’eau et de la lumière du soleil. Comme l’utilisation des cyanobactéries présente certains inconvénients, comme le fait qu’elles produisent moins de courants dans l’obscurité et que la quantité de courant obtenue est toujours inférieure à celle obtenue à partir des technologies des cellules solaires, les chercheurs ont entrepris de découvrir différentes méthodes, dans l’espoir de atténuer certains d’entre eux pour atténuer ces lacunes.

Essentiellement, les chercheurs du Technion essaient d’utiliser une nouvelle source photosynthétique pour le courant électrique – les algues (macroalgues) – qui contiennent de nombreux types d’espèces différentes qui poussent naturellement sur la rive méditerranéenne d’Israël. Les chercheurs ont utilisé avec succès l’Ulva, un type d’algue que l’on trouve en abondance ici en Israël et ont pu en obtenir des courants 1000 fois supérieurs à ceux des cyanobactéries, ce qui la place au même niveau que ceux obtenus à partir de cellules solaires standards. Non seulement cette nouvelle technologie produit les mêmes niveaux que les cellules solaires standard, mais elle est meilleure pour l’environnement. Comment? Les technologies des cellules solaires sont dites « neutres en carbone » car aucun carbone n’est libéré dans l’atmosphère pour leur utilisation. Cependant, la production de cellules solaires et leur transport jusqu’au site d’utilisation peuvent transformer cette technologie en « positive carbone ». Pourtant, la nouvelle technologie présentée par les nouvelles recherches du Technion est en réalité « carbone négative » car les algues absorbent le carbone de l’atmosphère tout en libérant de l’oxygène.

“C’est une merveille d’où viennent les idées scientifiques”, déclare Yaniv Shlosberg, l’étudiant diplômé qui a le premier pensé à la possibilité d’utiliser des algues. « Le célèbre philosophe Archimède a eu une idée brillante dans la baignoire, menant au « Principe d’Archimède ». J’ai eu l’idée un jour en allant à la plage et j’ai remarqué des algues sur un rocher qui ressemblaient à des cordons électriques. Je me suis dit – puisqu’ils font aussi de la photosynthèse, peut-être qu’on peut les utiliser pour produire des courants ». Le reste appartient à l’histoire. En espérant que leurs recherches puissent conduire à une véritable révolution dans la production d’énergie propre et aider notre planète à se mettre sur la bonne voie.

Les chercheurs ont déjà présenté leur nouvelle méthode de captage d’un courant électrique directement à partir de macroalgues (algues) dans la revue Biocapteurs et bioélectronique. La recherche a été dirigée par le professeur Noam Adir et le doctorant Yaniv Shlosberg, de la Faculté de chimie Schulich et du GTEP. Ils ont collaboré avec d’autres chercheurs du Technion : Dr. Tunde Toth (Faculté de chimie Schulich), Prof. Gadi Schuster, Dr. David Meiri, Nimrod Krupnik et Benjamin Eichenbaum (Faculté de biologie), Dr. Omer Yehezkeli et Matan Meirovich (Faculté de biotechnologie et de génie alimentaire) et le Dr Alvaro Israël de l’IOLR à Haïfa.


La photo présentée dans les articles montre l’une des cuves de croissance d’algues (Ulva) de l’Institut israélien de recherche océanographique et limnologique (IOLR) à Haïfa. La cuve se trouve près de la plage et de l’eau de mer fraîche circule en permanence dans le système. A l’intérieur de la cuve, les chercheurs ont introduit le système électrochimique. Lorsque les Ulva se déplacent dans la cuve, ils s’associent à une électrode, produisant un courant électrique dépendant de la lumière qui est mesuré par le potentiostat externe commandé par ordinateur.

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