Contexte
Piles à combustible utilisant des enzymes et des biofilms comme catalyseurs

Une pile à combustible produit de l'électricité grâce à l'oxydation d'un combustible sur l'anode et la réduction d'un oxydant sur la cathode. Les piles à combustible les plus connues du grand public exploitent l'oxydation de l'hydrogène à l'anode couplée à la réduction de l'oxygène à la cathode . Les performances d'une pile sont directement corrélées à la vitesse des réactions électrochimiques sur chacune des électrodes. Des catalyseurs, souvent à base de platine, sont nécessaires pour accélérer les réactions d'électrode. Leur coût constitue un frein majeur au développement de piles à prix abordables. Ces catalyseurs, très sensibles à l'inhibition par toutes sortes de composés, exigent en outre l'utilisation de combustibles relativement purs.

Longtemps en sommeil, le concept de pile à combustible biologique ou pile microbienne a cristallisé à la naissance de ce XXI^e siècle. Il y a cinq ans, deux articles parus dans Science et Nature Biotechnology proposent d'exploiter les sédiments marins pour produire de l'électricité. Les auteurs construisent une pile à combustible dont l'une des électrodes, l'anode, est enfouie dans les sédiments anaérobies et l'autre, la cathode, placée au-dessus dans l'eau plus ou moins saturée en oxygène dissous. Leurs résultats montrent que c'est la colonisation de la surface de l'anode par des bactéries spécifiques qui augmente de façon remarquable l'efficacité du transfert des électrons. La même année et indépendamment de ces travaux, deux équipes françaises, l'une du Centre national de la recherche scientifique (CNRS – Laboratoire de génie chimique, Toulouse), l'autre du Commissariat à l'énergie atomique (CEA – Saclay, Service de la corrosion et du comportement des matériaux dans leur environnement), déposent deux demandes conjointes de brevet intitulées « Pile à combustible utilisant des enzymes en tant que catalyseurs des réactions cathodique et/ou anodique » et « Pile à combustible utilisant des biofilms...