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RÉSUMÉ
La biocatalyse des réactions anodiques ou cathodiques est à l'origine des mécanismes de biocorrosion et fait partie des phénomènes redoutés par les utilisateurs de matériaux métalliques. Cette biocatalyse peut être utilisée de manière positive pour augmenter les vitesses des réactions électrochimiques qui se produisent à l'anode et à la cathode de piles à combustible. La mise en œuvre de bactéries dans des biofilms ou l'utilisation d'enzymes comme catalyseurs sont aujourd’hui quelques pistes pour améliorer les performances et diminuer les coûts des piles à combustible.
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INTRODUCTION
La biocatalyse des réactions anodiques ou cathodiques est à l'origine des mécanismes de biocorrosion et fait partie des phénomènes redoutés par les utilisateurs de matériaux métalliques. Cette biocatalyse peut être utilisée de manière positive pour augmenter les vitesses des réactions électrochimiques qui se produisent à l'anode et à la cathode de piles à combustible. À l'heure où les piles à combustible font l'objet de nombreuses recherches pour diminuer leur coût et améliorer leurs performances, la mise en œuvre de bactéries dans des biofilms ou l'utilisation d'enzymes comme catalyseurs deviennent des solutions alternatives crédibles et galvanisent les recherches en France et à l'étranger.
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5. Conclusion
La mise en évidence des phénomènes de biocatalyse sur les matériaux conducteurs ouvre des perspectives nouvelles par l'identification d'un lien électrochimique entre matériaux et micro-organismes. Les biofilms, par les bactéries et/ou les enzymes qu'ils contiennent, peuvent être actifs électrochimiquement et conférer aux matériaux conducteurs des propriétés inattendues. Une des applications principales de ce phénomène de biocatalyse se situe dans les piles à combustible qui peuvent utiliser soit directement les bactéries dans les biofilms, soit les enzymes, pour catalyser les réactions anodique et/ou cathodique. C'est une voie nouvelle qui vient de s'ouvrir depuis quelques années : les piles microbiennes, encore appelées biopiles ou bactériopiles, ne sont plus une simple curiosité de laboratoire mais deviennent de vrais enjeux scientifiques et industriels.
Remerciements
Les auteurs tiennent à remercier chaleureusement les différents acteurs (étudiants, doctorants, chercheurs, ingénieurs) qui, avec enthousiasme, ont conçu et réalisé les essais décrits dans ce dossier : les équipes de Gênes (Alfonso Mollica, Marco Faimali), du LGC de Toulouse (Marie-Line Délia, Régine Basséguy, Claire Dumas, Nathalie Garapin, Luc Etcheverry, Jean-Pierre Monna) et du CEA-Saclay (Aurélie Agneaux, Dominique Prière, Valérie L'Hostis, Hélène Plouzennec, Marc Roy).
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - STEVENS (P.), NOVEL-CATTIN (F.), HAMMOU (A.), LAMY (C.), CASSIR (M.) - Piles à combustible - . [D 3 340], Techniques de l'Ingénieur, base documentaire « Convertisseurs et machines électriques » (2000).
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(3) - TENDER (L.M.), REIMERS (C.E.), STECHER (H.A.), HOLMES (D.E.), BOND (D.R.), LOWY (D.A.), PIBLOBELLO (K.), FERTIG (S.), LOVLEY (D.R.) - Harnessing microbially generated power on the seafloor - . Nature Biotechnology 20, p. 821-5 (2002).
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(4) - FERON (D.), BERGEL (A.) - Pile à combustible utilisant des enzymes en tant que catalyseur de la réaction cathodique et/ou anodique - . Brevet FR 02.01488 (7 février 2002).
-
(5) - BERGEL (A.), FERON (D.) - Pile à combustible utilisant des biofilms en tant que catalyseur de la réaction cathodique et/ou anodique - . Brevet FR 02.10009 (6 août 2002).
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