Une nouvelle pile fongique biodégradable peut être jetée au compost
À l’aide de champignons, de cellulose et de carbone, des chercheuses et chercheurs ont imprimé en 3D de petites piles qui peuvent être stockées à sec et activées par la suite avec de l’eau et des sucres simples.
Par l’équipe d’Anthropocene Magazine (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre)
Crédit photo : ACS Sustainable Chem. Eng. 2024, 12, 43, 16001–16011 (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre)
Une équipe de recherche a fait appel à un organisme improbable, le champignon, pour fabriquer un nouveau type de pile biodégradable (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre). Cette pile fongique imprimée en 3D produit suffisamment d’électricité pour alimenter de petits capteurs et peut être jetée au compost pour se dégrader une fois son travail terminé. Ces résultats ont été publiés dans la revue ACS Sustainable Chemistry & Engineering (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre).
« Pour la première fois, nous avons utilisé le métabolisme de deux types de champignons différents (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre) dans une pile à combustible microbienne pour alimenter un capteur à basse température durant plusieurs jours », explique Carolina Reyes, qui étudie la cellulose et les matériaux en bois à l’Empa, le Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche, en Suisse. « Notre biopile fongique est faite de matériaux durables – notamment la cellulose, la cire et le carbone – et est compostable. »
Le monde moderne dépend des piles. Mais les piles actuelles sont fabriquées à partir de produits chimiques, de plastiques et d’autres matériaux qui ne sont pas facilement recyclables ou dégradables. Elles viennent donc s’ajouter aux millions de tonnes de déchets électroniques produites chaque année dans le monde.
Les piles à combustible microbiennes offrent une solution de remplacement écologique aux systèmes électroniques (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre). Il s’agit de dispositifs semblables à des piles qui recourent à des micro-organismes pour produire de l’énergie en digérant des matières organiques. Ces dispositifs utilisent généralement des bactéries, et peu de piles à combustible microbiennes fongiques ont été fabriquées jusqu’à présent.
Or, l’équipe de l’Empa connaît très bien les champignons. Elle a en effet déjà exploité le métabolisme des moisissures ligninolytiques pour modifier les propriétés du bois. Les chercheurs ont donc voulu combiner leur connaissance des champignons avec leur expertise en matière de systèmes électroniques écologiques, tels que les piles et les capteurs à base de papier.
Pour ce faire, ils ont eu recours à deux champignons différents, soit la levure et les moisissures ligninolytiques, comme électrodes positives et négatives de la pile. Placées à l’anode, les cellules de levure libèrent des électrons, tandis que les moisissures ligninolytiques produisent une enzyme qui capture les électrons à la cathode.
Les scientifiques ont mélangé les cellules fongiques séparément à des encres à base de cellulose, auxquelles ils ont ajouté des particules de carbone pour augmenter la conductivité. Ils ont ensuite utilisé ces encres pour imprimer une pile en 3D. Les dispositifs peuvent être stockés à l’état sec. Pour s’en servir, il suffit d’activer et de faire croître les cellules fongiques à l’intérieur des encres au moyen d’eau et de sucres simples.
Selon Carolina Reyes, ces piles biodégradables pourraient tout d’abord être employées dans des endroits non raccordés au réseau électrique pour alimenter de petits capteurs qui enregistrent la température et l’humidité. « Nous envisageons leur utilisation dans les champs agricoles et les forêts, précise-t-elle. À l’avenir, nous pourrions intégrer les piles à combustible fongiques dans des micro-ordinateurs et des appareils de faible puissance destinés à l’exploration spatiale. »
Source : Carolina Reyes et coll., « 3D Printed Cellulose-Based Fungal Battery », ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2024.
Article original en anglais : https://www.anthropocenemagazine.org/2025/01/a-new-fungal-battery-can-be-tossed-in-the-compost-to-biodegrade/ (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre)
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(S'ouvre dans une nouvelle fenêtre)Anthropocène est la version française d’Anthropocene Magazine (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre). La traduction française des articles est réalisée par le Service de traduction de l’Université Concordia (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre), la Durabilité à l’Ère Numérique (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre) et le pôle canadien de Future Earth (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre).