Revue des matériaux et énergies renouvelables
Volume 1, Numéro 1, Pages 40-45
2016-11-01
Caractérisation électrochimique D’une Membrane Nafion Longuement Utilisée Comme Séparateur Dans Une Pile à Combustible Microbienne
Auteurs : Charef M . Kameche M . Hamani H . Innocent C .
Résumé
Les Piles à Combustible Microbiennes (PCM) sont des sources d’énergie renouvelables utilisant des bactéries (microbes) pour convertir l’énergie chimique en énergie électrique. Les éléments les plus importants sont les électrodes et la membrane séparant les deux compartiments : anodique et cathodique. La membrane est un polymère échangeur de cations; il est constitué d'une matrice polymère fonctionnalisée par des entités ioniques. La membrane se présente sous la forme d'un film de macromolécules fonctionnalisées ; le plus souvent la matrice consiste en un polymère hydrophobe (le polysulfone, ponté pour former une trame plus résistante). La fonctionnalisation par les entités ioniques fixe sa permsélectivité [1]. Dans la pile, les électrodes acheminent les électrons d’oxydation ou de réduction tandis que la membrane permet la conduction ionique. Dans notre présent travail, nous étudions le transfert de matière à travers la membrane, issue de l’oxydation du combustible au niveau de la bio-anode (carbone graphite sur lequel est déposé un bio-film de terreau de jardin). Le choix est focalisé sur une membrane Nafion utilisée durant une longue durée dans la PCM, pour voir si ses propriétés de transport ont été préservées. Pour ce faire, nous procédons à sa caractérisation physico-chimique afin d’optimiser les paramètres de transport donnant une bonne conduction ionique et par conséquent une pile à combustible biologique débitant une énergie renouvelable relativement importante. Les paramètres de transport étudiés sont le nombre de transport du contre-ion déterminé par la méthode de Hittorf et les courbes courant-tension déterminées par la méthode électrochimique de voltampérométrie. Les résultats obtenus jusqu’à présent avec cette membrane échangeuse de cations avant et après utilisations dans la pile à combustible biologique, montrent que le dépôt du bio-film sur la surface membranaire diminue entre 10 à 20% de ses performances après 10 mois de fonctionnement.
Mots clés
noifaN utilisée ; Hittorf ; Voltampérométrie ; Pile à Combustible Microbienne
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