Produire de l’électricité avec des plumes de poulet, l’étonnante invention de l’École polytechnique de Zurich

Aujourd’hui, de plus en plus de scientifiques essaient de trouver une utilisation bénéfique aux déchets des industries, afin de mieux les gérer et de réduire leur impact environnemental. Ce groupe de recherche de l’Université technologique de Nanyang, à Singapour, et de l’École polytechnique fédérale de Zurich (EPFZ), en Suisse, a notamment choisi de transformer les déchets de l’industrie avicole en une membrane de pile à combustible moins coûteuse et plus performante. Il convient de noter que plus de 40 millions de tonnes de plumes de poulet sont éliminées chaque année dans ce secteur. Cependant, le processus d’incinération de ces résidus produit d’énormes quantités de dioxyde de carbone et d’autres gaz nocifs. Ainsi, grâce à ce projet novateur, ces scientifiques contribuent à la réalisation de deux objectifs majeurs, à savoir la valorisation des déchets et la réduction des émissions de carbone. À travers cet article, nous vous invitons à découvrir cette nouvelle étude.

La conception de cette nouvelle membrane

Ces chercheurs ont développé un procédé écologique et simple afin d’extraire la kératine des plumes de volaille. Cette protéine naturelle a été ensuite transformée en fibres ultrafines, connues sous le nom de fibrilles amyloïdes. Ces dernières ont été utilisées pour créer la membrane semi-perméable d’une pile à combustible. Au cœur de la pile, ce dispositif laisse passer les protons, mais bloque les électrons qui sont donc contraints de circuler dans un circuit externe. Ces électrons passent de l’anode chargée négativement à la cathode chargée positivement, générant ainsi de l’électricité. Il est bon de préciser que les piles à combustible fournissent de l’énergie électrique propre à partir d’hydrogène et d’oxygène. Elles rejettent seulement de la chaleur et de l’eau au cours de ce processus.

Les avantages de l’utilisation des plumes de poulet

La plupart des membranes utilisées dans les piles à combustible classiques sont construites avec des produits chimiques toxiques, coûteux et néfastes pour l’environnement. Contrairement à cela, la nouvelle technologie de membrane mise au point par ces scientifiques est constituée de fibrilles amyloïdes à base de kératine biologique. Ce composant serait sans risque pour la santé et l’environnement. De plus, il est plus abordable, car il provient des déchets de l’industrie avicole (des plumes composées à 90 % de kératine). D’après ce groupe de recherche, le coût de ce dispositif innovant est trois fois moins élevé que celui des membranes conventionnelles.

En outre, ce nouveau procédé de fabrication de membrane de pile à combustible participe à lutter contre le réchauffement climatique. En effet, le recyclage d’une grande quantité de plumes de poulet permet d’éviter l’élimination de ces déchets rejetant des gaz à effet de serre et toxiques (dioxyde de carbone, dioxyde de soufre…). Selon Raffaele Mezzenga, professeur en alimentation et matériaux souples à l’EPFZ, son équipe a travaillé depuis longtemps à développer diverses méthodes pour réutiliser les déchets alimentaires dans le domaine de la production d’énergie durable.

L’application de cette membrane biologique dans l’électrolyse

La membrane à base de fibrilles amyloïdes a été appliquée non seulement dans les piles à combustible, mais aussi dans l’électrolyse de l’eau pour produire de l’hydrogène, explique Raffaele Mezzenga. Dans un électrolyseur conventionnel, le passage d’un courant continu à travers l’eau entraîne la formation d’oxygène à l’anode et d’hydrogène à la cathode. Puisque la conductivité de l’eau pure est faible, des acides y sont ajoutés pour optimiser la production d’hydrogène. En revanche, en utilisant cette membrane semi-perméable en kératine, l’électrolyse serait efficace, même avec de l’eau pure. Actuellement, ces chercheurs se préparent à étudier la stabilité et la durabilité de cette technologie. Plus d’informations : pubs.acs.org. Que pensez-vous de cette invention ? Nous vous invitons à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .