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Soutenances

18 juillet : thèse Diana Pocaznoi (Dir. A. Bergel)

L’optimisation d’anodes microbiennes à partir de lixiviat de sol pour la conception de piles à combustible microbiennes

La soutenance de thèse aura lieu le mercredi 18 juillet à 10H00, amphi 300.

- Titre :
"L’optimisation d’anodes microbiennes à partir de lixiviat de sol pour la conception de piles à combustible microbiennes".

- Résumé :

Les piles à combustible microbienne (PACMs) sont des piles capables de
convertir l’énergie chimique de combustibles organiques directement en
énergie électrique. Dans ces piles, l’oxydation du combustible est
assurée par des micro-organismes dits "électro-actifs" qui forment des
biofilms à la surface de l’anode et jouent le rôle de catalyseur des
réactions électrochimiques.
Les travaux qui font l’objet de ce manuscrit ont eu pour objectif
d’optimiser des anodes microbiennes formées à partir de la flore
bactérienne contenue dans des terreaux de jardin. Les expériences
effectuées en chronoampérométrie avec un système à trois électrodes ont
conduit à la première démonstration expérimentale que des densités de
courant de 66 A/m2 pouvaient être obtenues en formant les anodes
microbiennes sur des ultra-microélectrodes. Sur des électrodes de taille
normale, la mise au point d’une nouvelle technique (polarisation
retardée) pour la formation de biofilms microbiens a permis d’obtenir
des densités de courant de 9,4 A/m2 après seulement 3 jours de
polarisation tandis que le protocole conventionnel demandait quelques
semaines pour obtenir 6 à 8 A/m2. L’étude de différents matériaux
d’électrode a indiqué que l’acier inoxydable qui permit d’atteindre des
densités de courant de 21 A/m2 présente un grand intérêt pour la
formation de biofilms électro-actifs. En effet, les électrodes en tissu
de carbone ont assuré jusqu’à 34,3 A/m2, voire 50 A/m2 en anaérobiose,
mais elles bénéficiaient d’une structure tridimensionnelle. La mise en
œuvre des anodes microbiennes optimisées dans les PACMs a assuré la
production de 6,0 W/m2. L’élaboration d’un nouveau prototype intégrant
un système de cathode amovible a permis d’allonger la durée de vie
initiale de la pile de 2 semaines à plus de 2 mois.

- Jury :

  • Nicolas BERNET - Directeur de Recherche INRA, Laboratoire de Biotechnologie de l’Environnement, Narbonne, Rapporteur
  • Christophe INNOCENT - Chargé de Recherche CNRS, Institut Européen des Membranes, Montpellier, Rapporteur
  • Wafa ACHOUAK - Chargé de Recherche CNRS, CEA, Cadarache, Membre
  • Damien FERON - Directeur de Recherche CEA, Saclay, Membre
  • Benjamin ERABLE - Chargé de Recherche CNRS, LGC, Toulouse, Encadrant
  • Alain BERGEL - Directeur de Recherche CNRS, LGC, Toulouse, Directeur de
    thèse.

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