Deux espèces de champignons, une imprimante 3D et une équipe de chercheurs suisses déterminés : tels sont les ingrédients d'une découverte qui pourrait changer notre approche de l'énergie durable. La batterie biologique développée dans les laboratoires de l'EMPA n'est pas qu'une innovation technologique : elle est la preuve que la nature peut offrir des solutions surprenantes aux problèmes énergétiques de notre époque.
Comment naît une batterie biologique
Les laboratoires deEMPA (Laboratoires fédéraux suisses pour la science et la technologie des matériaux) de Dübendorf sont l'un des endroits où Futuro Prossimo va plus volontiers « fouiner », car ils ont une longue histoire d’innovations réussies. Cette fois, l’équipe de recherche a créé quelque chose de vraiment unique : une batterie biologique fonctionnelle alimentée par l’action combinée de deux types de champignons, le tout enfermé dans un boîtier biodégradable et non toxique imprimé en 3D.
La véritable innovation réside dans l’utilisation des champignons comme source d’énergie. Alors que dans le passé nous avons vu batteries alimentées par des bactéries, c'est la première fois que deux types différents de champignons sont combinés pour créer une pile à combustible fonctionnelle. En réalité, plus qu’une batterie traditionnelle, c’est une cellule qui utilise le métabolisme fongique pour convertir les nutriments en énergie.
La technologie derrière l'innovation
L'équipe derrière l'étude (que je vous mets en lien ici) a développé une cellule aux caractéristiques uniques. Anode: un champignon de type levure libère des électrons grâce à son métabolisme. Cathode, un champignon de la famille Sclérotes sclérotes produit une enzyme qui capture ces électrons et les fait sortir de la cellule. Il s'agit d'un système ingénieux qui imite les processus naturels pour produire de l'électricité.
Le plus grand défi ? Développez une encre d’impression 3D capable d’accueillir les cellules fongiques sans les endommager. L’équipe a créé un composé à base de cellulose qui est non seulement conducteur d’électricité, mais qui nourrit également les champignons sous forme de sucres simples. Cette encre innovante est entièrement biodégradable et se décompose naturellement une fois que la cellule a épuisé sa fonction.
Perspectives d'avenir
Il Dr Gustav Nyström souligne à quel point l’impression 3D offre une flexibilité sans précédent. Des batteries biologiques de n’importe quelle forme et taille peuvent être produites, incorporant la quantité exacte de matière fongique nécessaire pour générer l’énergie requise pour des applications spécifiques.
La Dr Caroline Reyes a mis en évidence une propriété fascinante de ces batteries biologiques : elles peuvent être stockées à l’état sec et activées sur place par simple ajout d’eau et de nutriments. C'est comme avoir une batterie « endormie » qui se réveille lorsque cela est nécessaire.
Ces cellules ne remplaceront pas les batteries de nos smartphones (elles produisent entre 300 et 600 mV pendant plusieurs jours, avec un courant de 3 à 20 µA pour des charges externes comprises entre 10 et 100 kΩ). Cependant, ils sont parfaits pour alimenter des appareils à l’extérieur et se décomposer en toute sécurité : protégés par une couche de cire d’abeille, ils peuvent alimenter de petits capteurs pour surveiller la température, la lumière et l’humidité dans l’agriculture et la recherche environnementale.
Batterie biologique, l’avenir reste à écrire
L'EMPA n'a pas encore annoncé quand elle commercialiserait ces cellules. Les chercheurs travaillent toujours à les rendre plus puissants, plus durables et explorent la possibilité d'incorporer d'autres types de champignons qui pourraient être encore mieux adaptés à la production d'électricité.
Il est intéressant de noter que ce n’est pas la seule innovation dans le domaine des batteries écologiques. Il existe déjà des prototypes de piles recyclables à base de zinc et de coquilles de crabe, et même des piles rechargeables comestibles créées à partir d'algues. La nature continue de nous surprendre par ses possibilités, et peut-être que l’avenir de l’énergie sera plus vert que nous ne le pensons.
