Cette batterie révolutionnaire à biocarburant s'inspire du métabolisme humain.
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Dans Matrix, les êtres humains sont une source d'énergie au sens propre comme au figuré : ils fournissent de la bioélectricité à nos maîtres IA. Heureusement, l'asservissement à des robots dans une prison de réalité virtuelle est totalement inutile pour que la biochimie alimente nos machines. Il nous suffit de sucre et de vitamines.
Dans un article récemment paru dans la revue American Chemical Society Energy Letters , Jong-Hwa Shon, auteur principal, et ses co-auteurs du Pacific Northwest National Laboratory et de l'Argonne National Laboratory décrivent leur utilisation novatrice du glucose et de la riboflavine (vitamine B2) pour la création d'une pile à flux de biocarburant fonctionnant de manière similaire à une cellule humaine. Ils ont remplacé les catalyseurs classiques à base de métaux nobles, tels que l'or et le platine, par la riboflavine, une molécule simple et naturelle.
Compte tenu de la différence de prix entre un kilogramme de glucose en poudre (environ 25 €) et un kilogramme de platine (environ 52 000 €), cette nouvelle méthode représente une solution économique et écologique, ne nécessitant ni extraction minière ni réseau de transport mondial. Alors, même si l'on ne peut pas crier haut et fort « Il y a de l'or dans ces piles à base de vitamine B et de sucre ! », les économies réalisées sont substantielles et les avantages considérables.
Alors que le glucose a déjà été utilisé comme biocarburant avec des avantages uniques, notamment la production d'électricité à basse température, sa facilité d'accès, son faible coût de stockage et son adaptabilité à la production d'énergie à la demande, et que la riboflavine a été un cofacteur enzymatique clé dans de nombreuses réactions métaboliques, la batterie de l'équipe de Shon est beaucoup plus puissante que les précédentes piles à biocarburant à base de glucose similaires, qui présentaient également le problème majeur des métaux nobles coûteux sur les plans financier et environnemental.
En milieu alcalin et avec une électrode à oxygène, la nouvelle pile à flux atteint une densité de puissance maximale de 13 mW/cm². À température et pression ambiantes, cette valeur est 20 fois supérieure à celle précédemment rapportée dans des conditions similaires. Pour un monde désireux de passer aux énergies renouvelables, toute batterie offrant un stockage d'énergie résidentiel propre et abordable, fabriquée à partir de matériaux naturels abondants, représente un progrès majeur.
Alors, comment fonctionne cette nouvelle pile à flux continu ? Les cellules humaines, comme toutes les cellules animales, utilisent des enzymes pour abaisser l’énergie d’activation des réactions et ainsi accélérer ces réactions. La riboflavine, en tant que médiateur, assure le transfert d’électrons entre les électrodes de la pile et l’électrolyte de glucose, créant ainsi un flux électrochimique à partir de l’énergie du sucre. Et puisque la nature produit facilement du glucose sous forme de plantes, il n’est plus nécessaire de recourir à l’exploitation de la main-d’œuvre et à la destruction de l’environnement pour extraire et transporter des métaux depuis l’autre bout du monde.
Au lieu de cela, nous pouvons simplement nous approvisionner à la ferme en matières premières pour construire les nouvelles piles à biocombustible glucose-riboflavine. Mieux encore, grâce à leur puissance 20 fois supérieure aux versions précédentes (la riboflavine étant stable au pH basique requis par les électrolytes des piles à flux de glucose), ces batteries présentent un potentiel considérable pour les applications industrielles à forte consommation d'énergie.
Ainsi, dans un avenir proche, lorsque vos appareils et maisons électriques commenceront à réclamer de l'énergie, vous n'aurez plus à vous soucier de votre budget. Il vous suffira de les laisser puiser autant d'électrons qu'ils le souhaitent dans vos batteries riches en vitamine B2, et de brancher tous les téléviseurs, ordinateurs, réfrigérateurs et chargeurs que vous voulez. La planète vous en remerciera.