Skip to Main content Skip to Navigation
Theses

Electronic transfer within a microbial fuel cell. Better understanding of Experimental and Structural Parameters at the Interface between Electro-active Bacteria and Carbon-based Electrodes

Résumé : Les biopiles microbiennes (PACB) sont un type de pile à combustible utilisant des bactéries comme catalyseurs. Par la métabolisation de matières organiques, les bactéries produisent et transfèrent des électrons à une matrice conductrice. Les matériaux carbonés, comme les feutres de carbone (fibres de 10 µm de diamètre) sont adaptés comme matériau anodique. L’objectif de cette thèse est d’évaluer l’effet des paramètres expérimentaux et structuraux sur la formation du biofilm et sur le comportement électrochimique d’une bactérie électro-active à la surface d’une électrode. Suite à l’optimisation de la croissance de Shewanella oneidensis en condition de semi-aérobie, l’effet de la présence d’oxygène, de l’état de croissance de la bactérie et de la nature de l’électrolyte sur le transfert électronique, ont été évalué. La polarisation de l’anode a des potentiels compris entre -0.3 et 0.5 V conduit à deux conclusions : (i) Les bactéries sont plus sensibles a des potentiels positifs élevés en réacteur mono-compartiment. (ii) En PACB à deux compartiments, les potentiels négatifs et positifs conduisent à deux structures de biofilm différentes. Un biofilm artificiel a été conçu en encapsulant des bactéries dans une gel de silice incorporé dans un feutre de carbone. Il apparait que le transfert électronique des bactéries encapsulées varie en fonction de la rigidité du réseau de silice. Finalement, par l’electrospinning d’une solution de PAN et le traitement thermique de la membrane obtenue, une électrode formée de fibres micrométriques a été conçue. Son utilisation en PACB conduit à une augmentation des performances de la biopile. Le courant anodique augmente d’un facteur 10 à 100.
Document type :
Theses
Complete list of metadatas

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01481318
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Thursday, March 2, 2017 - 2:05:23 PM
Last modification on : Friday, May 29, 2020 - 4:00:08 PM
Document(s) archivé(s) le : Wednesday, May 31, 2017 - 2:17:30 PM

File

2016PA066367.pdf
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01481318, version 1

Citation

David Pinto. Electronic transfer within a microbial fuel cell. Better understanding of Experimental and Structural Parameters at the Interface between Electro-active Bacteria and Carbon-based Electrodes. Material chemistry. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2016. English. ⟨NNT : 2016PA066367⟩. ⟨tel-01481318⟩

Share

Metrics

Record views

885

Files downloads

2452