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Combiner de l’eau et des bactéries pour produire de l’hydrogène
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Pour la première fois, des chercheurs ont produit de manière durable du gaz hydrogène, une source potentielle d’énergie propre, en utilisant uniquement de l’eau et des bactéries. Le défi désormais, d’après les scientifiques, est d'augmenter l'échelle du processus pour fournir de grandes quantités d’hydrogène pour des utilisations diverses, telles que l’alimentation de véhicules ou de petits générateurs.
L’hydrogène pourrait être le carburant le plus propre au monde dans la mesure où sa combustion –en termes chimiques, le fait de le faire réagir à l’oxygène- ne produit que de la vapeur d’eau.
Auparavant, des chercheurs avaient produit de l’hydrogène grâce à des microbes utilisés dans des piles à combustible similaires à des batteries, mais en complétant l’énergie produite par la bactérie par de l’énergie électrique provenant d’autres sources –obtenue par exemple par la combustion de carburants fossiles, d’après ce qu’a indiqué Bruce Logan, un ingénieur environnemental pour l’Université d’Etat de Pennsylvanie. Dans cette nouvelle étude, en utilisant des appareils contenant de grandes bandes de membranes perméables qui séparent l’eau salée de l’eau douce, les scientifiques ont comblé la différence de voltage qui existe entre ces deux eaux.
Cependant, ces appareils ne créent qu’une différence de voltage : ils ne génèrent pas le courant électrique requis pour produire de l’hydrogène. Les atomes d’hydrogène sont formés dans ce genre d’appareils lorsque les électrons affluent dans un fluide dans lequel ils peuvent se combiner avec des ions d’hydrogène, et que ces atomes se mélangent en retour pour créer de l’hydrogène.
Bruce Logan et l’ingénieur Youggy Kim ont indiqué dans le journal Proceedings of the National Academy of Sciences qu’ils avaient réussi quelque chose que l’autre équipe de chercheurs n’avait pas fait : ils ont combiné les deux types d’appareils pour générer de l’hydrogène sans autre source externe d’énergie.
L’appareil prototype contient deux petites chambres –une détenant la bactérie et ses nutriments, l’autre contenant de l’eau salée dans laquelle de l’hydrogène a été produit –qui sont séparées par cinq cellules au moyen desquelles les chercheurs ont fait circuler de l’eau douce et de l’eau salée. Combinées, ces cellules ont généré entre 0,5 et 0,6 volts, soit suffisamment de voltage d’après les chercheurs pour permettre la production d’hydrogène dans la pile à combustible microbienne, dans laquelle la bactérie se nourrit de composés d’acétate. Pour 30 millimètres de solution d’acétate de sodium fournie pour la bactérie, l’appareil a généré entre 21 et 26 millimètres d’hydrogène en un jour.
Cela représente un volume minuscule, environ quatre fois la quantité de combustible que l’on trouve dans un briquet jetable, mais cela suffit pour prouver que le concept de production d’hydrogène fonctionne en laboratoire, d’après ce qu’indiquent les chercheurs dans leur étude.
Bien que les équipements nécessaires pour produire de l’hydrogène soient chers, l’appareil n’a besoin d’aucune source externe d’énergie et ainsi aucun gaz à effet de serre n’est produit pendant le processus. L’appareil de l’équipe est « élégamment simple, et leurs résultats sont bien expliqués et sans ambiguité » a déclaré Leonard Tender, un chimiste pour le Laboratoire de Recherche Navale Américaine à Washington, D.C.
L’un des défis résidant dans la réalisation de ce processus à plus grande échelle selon lui, sera de développer de nouvelles matières pour les membranes des piles à combustibles qui ne se boucheront pas trop rapidement avec les produits chimiques dérivés de l’activité bactérienne, qui pourraient réduire le flux d’ions qui aide à maintenir la différence de voltage entre les membranes. Cependant, une fois que ces obstacles auront été surmontés, le processus donne la possibilité d’utiliser de la matière organique dans les eaux usées pour produire de l’énergie.
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