Au-delà des barrières de l'électrochimie microbienne : l'avenir de l'hydrogène vert avec une cellule d'électrolyse microbienne découplée (D-MEC) – D-MEC

Ce projet de recherche collaboratif de 42 mois entre le Laboratoire de Génie Chimique de Toulouse (LGC), l'Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR) et l'Unité de Catalyse et de Chimie du Solide de Lille (UCCS) vise à développer un nouveau système bioélectrochimique hybride pour la production d'hydrogène vert à bas coût. Ce système novateur est basé sur le principe de l’électrolyseur microbien (MEC) dans lequel est intégrée une "demi-batterie" à flux redox découplant la réaction anodique limitante de la réaction cathodique. Ce MEC découplé (D-MEC) est composé d'un compartiment anodique (bioanode) capable de récupérer l'énergie présente de manière diluée dans les déchets organiques tout en les traitant (typiquement des eaux usées de station d'épuration), d'une "demi-batterie" à flux redox permettant de concentrer et stocker l'énergie récupérée par la bioanode, et d'une cathode à dégagement d'hydrogène fonctionnant à pH neutre. En combinant les avantages des MECs et des batteries à flux redox, cette nouvelle technologie peut contribuer à 1) réduire considérablement le coût de production de l'hydrogène vert par rapport à l'électrolyse de l'eau « classique », 2) offrir une solution flexible de gestion de l'énergie pour la production d'hydrogène vert pouvant s'insérer dans des infrastructures existantes, 3) participer à la transition bioénergétique grâce au traitement et la valorisation des déchets organiques. L'innovation clé de D-MEC devrait permettre de multiplier par 50 et jusqu’à 400 fois les densités de courant et donc la capacité de production d'hydrogène des MEC traditionnels, levant ainsi les verrous qui limitent actuellement le développement de cette technologie.