Développement d'une pile enzymatique à flux sans métaux nobles

Prototypes d’électrodes fabriqués dans l’optique de réduire la taille des piles enzymatiques à flux. Ils sont obtenus par la filtration sous vide d’une suspension de nanotubes de carbone, qui, une fois entrelacés, forment des feuilles minces ("buckypaper"). L’évolution et l’amélioration du design de ces prototypes d’électrodes permet une augmentation de la surface active de la pile, tout en gardant des dimensions géométriques similaires. Le projet NANOFUELCELL vise à développer une pile…

Branchement d'une pile enzymatique à flux à un potentiostat, un appareil permettant de mesurer la tension au niveau des bornes de la pile. La charge de la pile est assurée par les réactions chimiques spontanées d’oxydo-réductions des enzymes en présence de leur substrat, et est suivie lorsque la pile ne débite pas de courant. Des cycles de décharge sont également effectués pour étudier l’évolution du potentiel de la pile dans le temps. Le projet NANOFUELCELL vise à développer une pile…

Branchement d'une pile enzymatique à flux à un potentiostat, un appareil permettant de mesurer la tension au niveau des bornes de la pile. La charge de la pile est assurée par les réactions chimiques spontanées d’oxydo-réductions des enzymes en présence de leur substrat, et est suivie lorsque la pile ne débite pas de courant. Des cycles de décharge sont également effectués pour étudier l’évolution du potentiel de la pile dans le temps. Le projet NANOFUELCELL vise à développer une pile…

Réaction d’oxydo-réduction dans une pile enzymatique à flux. Cette pile comprend deux compartiments contenant chacun une anode et une cathode immergées dans une solution électrolytique commune. Ils sont séparés par une membrane qui laisse passer les ions pour le transport du courant et confine les espèces chimiques utiles à l’activité de chaque électrode. Le transfert électronique indirect entre elles et les enzymes est favorisé par des médiateurs redox : PLQ est réduit par l’enzyme FAD-glucose…

Pile enzymatique constituée de deux compartiments distincts contenant chacun une solution avec des substances actives : l’anolyte (en jaune) composé de glucose du côté de l’anode, et le catholyte (en bleu) composé d'oxygène du côté de la cathode. Une membrane de dialyse maintient les molécules actives dans leurs compartiments respectifs et empêche les solutions de se mélanger. Les électrolytes sont reliés par deux tuyaux à une pompe péristaltique, qui permet l'apport régulier des substances…

Pile enzymatique constituée de deux compartiments distincts contenant chacun une solution avec des substances actives : l’anolyte (en jaune) composé de glucose du côté de l’anode, et le catholyte (en bleu) composé d'oxygène du côté de la cathode. Une membrane de dialyse maintient les molécules actives dans leurs compartiments respectifs et empêche les solutions de se mélanger. Les électrolytes sont reliés par deux tuyaux à une pompe péristaltique, qui permet l'apport régulier des substances…

Vue latérale, côté cathode, d'une pile enzymatique à flux. Chacun de ses deux compartiments contient une solution avec des substances actives impliquées dans une réaction d’oxydo-réduction spécifique. Initialement incolore, le catholyte devient progressivement bleu lors de la réduction du dioxygène et de l'oxydation du médiateur rédox par l'enzyme bilirubine-oxydase. Les enzymes sont immobilisées au niveau de l’électrode, constituée d’un collecteur de courant en carbone modifié par des…

Prototypes d’électrodes fabriqués dans l’optique de réduire la taille des piles enzymatiques à flux. Ils sont obtenus par la filtration sous vide d’une suspension de nanotubes de carbone, qui, une fois entrelacés, forment des feuilles minces ("buckypaper"). L’évolution et l’amélioration du design de ces prototypes d’électrodes permet une augmentation de la surface active de la pile, tout en gardant des dimensions géométriques similaires. Le projet NANOFUELCELL vise à développer une pile…

Branchement d'une pile enzymatique à une pompe à flux (péristaltique) afin d’apporter régulièrement un substrat nécessaire à son fonctionnement. Ce substrat est constitué de glucose côté anode et de dioxygène côté cathode, tous deux nécessaires pour entretenir les réactions d’oxydo-réduction qui permettent à la pile de produire de l'électricité. Lorsque les électrodes de la pile sont connectées à un circuit électrique extérieur, comme ici, la conversion de l’énergie chimique en énergie…

Alimentation d’une LED avec une pile enzymatique à flux. Cette pile génère un courant électrique grâce à deux réactions chimiques : l'oxydation à l'anode et la réduction à la cathode. Celles-ci impliquent la dégradation enzymatique du glucose et du dioxygène, contenus dans la pile. Les enzymes responsables de l’oxydo-réduction de ces substances sont immobilisées à la surface des électrodes pour permettre leur "câblage" électrique. À la sortie de la pile, le courant électrique parvient à un…

Vue du dessus de l’assemblage d'une pile enzymatique à une pompe péristaltique. Les deux compartiments de la pile enzymatique contiennent des solutions électrolytiques avec des substances actives : de la quinone et du glucose du côté de l’anode (en jaune) et de l'ABTS et du dioxygène du côté de la cathode (en bleu). Une pompe péristaltique, dont les tuyaux sont branchés directement au niveau des compartiments, facilite le renouvellement de l'électrolyte avec un apport régulier des substances…