Produire de l'électricité propre avec des plumes de poulet
Valoriser les déchets industriels
Transformer les déchets inutilisés de la production alimentaire en énergie propre : Des chercheurs de l'ETH Zurich et de la Nanyang Technological University Singapore utilisent des plumes de poulet pour rendre les piles à combustible plus rentables et plus durables.
Une membrane durable est produite à partir de la kératine des plumes de poulet pour être utilisée dans une pile à combustible.
ETH Zürich / NTU
L'industrie alimentaire génère d'énormes quantités de déchets et de sous-produits, notamment de la production de volaille. Chaque année, quelque 40 millions de tonnes de plumes de poulet sont incinérées. Ce processus libère non seulement de grandes quantités deCO2, mais produit également des gaz toxiques tels que le dioxyde de soufre.
Des chercheurs de l'ETH Zurich et de la Nanyang Technological University Singapore (NTU) ont trouvé un moyen d'utiliser ces plumes à bon escient. Grâce à un procédé simple et respectueux de l'environnement, ils extraient la protéine kératine des plumes et la transforment en fibres ultrafines appelées fibrilles amyloïdes. Ces fibrilles de kératine sont ensuite utilisées dans la membrane d'une pile à combustible.
Les piles à combustible produisent de l'électricitésans CO2 à partir d'hydrogène et d'oxygène, en ne rejetant que de la chaleur et de l'eau. Elles pourraient jouer un rôle important en tant que source d'énergie durable à l'avenir. Au cœur de chaque pile à combustible se trouve une membrane semi-perméable. Elle laisse passer les protons mais bloque les électrons, ce qui les oblige à circuler dans un circuit externe, de l'anode chargée négativement à la cathode chargée positivement, produisant ainsi un courant électrique.
Une bonne utilisation des déchets industriels
Dans les piles à combustible conventionnelles, ces membranes ont jusqu'à présent été fabriquées à l'aide de produits chimiques hautement toxiques, ou "forever chemicals", qui sont coûteux et ne se décomposent pas dans l'environnement. La membrane développée par les chercheurs de l'ETH et de la NTU, en revanche, se compose principalement de kératine biologique, qui est compatible avec l'environnement et disponible en grande quantité - les plumes de poulet sont composées à 90 % de kératine. La membrane fabriquée en laboratoire est donc déjà jusqu'à trois fois moins chère que les membranes conventionnelles.
"J'ai consacré plusieurs années à la recherche de différentes façons d'utiliser les déchets alimentaires pour les systèmes d'énergie renouvelable", déclare Raffaele Mezzenga, professeur d'alimentation et de matériaux souples à l'ETH Zurich. "Notre dernier développement ferme un cycle : nous prenons une substance qui libère duCO2 et des gaz toxiques lorsqu'elle est brûlée et nous l'utilisons dans un cadre différent : avec notre nouvelle technologie, non seulement nous remplaçons les substances toxiques, mais nous empêchons également la libération deCO2, ce qui réduit le cycle global de l'empreinte carbone", ajoute Mezzenga.
Une application polyvalente
Il reste cependant d'autres défis à relever avant que l'hydrogène ne s'impose comme une source d'énergie durable. "L'hydrogène est l'élément le plus abondant de l'univers, mais malheureusement pas sur Terre", explique M. Mezzenga. Comme l'hydrogène n'existe pas à l'état pur sur Terre, il faut le produire, ce qui nécessite une grande quantité d'énergie. Ici aussi, la nouvelle membrane pourrait s'avérer utile à l'avenir, car elle peut être utilisée non seulement dans les piles à combustible, mais aussi pour la séparation de l'eau.
Dans un processus connu sous le nom d'électrolyse, un courant continu traverse l'eau, provoquant la formation d'oxygène à l'anode (cette fois-ci) chargée positivement, tandis que l'hydrogène s'échappe à la cathode chargée négativement. L'eau pure n'est pas assez conductrice pour ce processus et nécessite souvent l'ajout d'acides. La nouvelle membrane, en revanche, est perméable aux protons et permet donc la migration des particules entre l'anode et la cathode, nécessaire à une séparation efficace de l'eau, même dans l'eau pure.
Brevet en instance
La prochaine étape pour les chercheurs consistera à étudier la stabilité et la durabilité de leur membrane de kératine et à l'améliorer si nécessaire. L'équipe de recherche a déjà déposé un brevet commun pour la membrane et recherche à présent des investisseurs ou des entreprises pour développer davantage la technologie et la commercialiser.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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