Les scientifiques des matériaux et les ingénieurs bioélectrochimiques de Cornell ont peut-être créé un matériau d'électrode compétitif pour le nettoyage des polluants dans les eaux usées.

Les chercheurs ont créé des électrodes en nanofibres de carbone électrofilées et les ont recouvertes d'un polymère conducteur, appelé PEDOT, concurrencer les électrodes en tissu de carbone disponibles sur le marché. Lorsque le revêtement PEDOT est appliqué, une couche de bactéries électriquement actives - Geobacter sulfurreducens - se développe naturellement pour créer de l'électricité et transférer des électrons à la nouvelle électrode.

Les nanofibres conductrices créent une surface favorable à cette bactérie, qui digère les polluants des eaux usées et produit de l'électricité, selon la recherche.

"Les électrodes sont chères à fabriquer maintenant, et ce matériau pourrait faire baisser le prix des électrodes, faciliter l'assainissement des eaux polluées, " a déclaré le co-auteur principal Juan Guzman, un doctorant dans le domaine du génie biologique et environnemental.

Sous un microscope, l'électrode en nanofibres de carbone ressemble à un épurateur de cuisine. L'électrode a été réalisée par la co-auteur principale Meryem Pehlivaner, MME. '13, actuellement étudiant au doctorat à l'Université Northeastern, avec l'auteur principal Margaret Frey, professeur de science des fibres et doyen associé du College of Human Ecology. Pehlivaner a fabriqué les nanofibres de carbone via des procédés d'électrofilage et de carbonisation. Après quelques heures d'électrofilage, une épaisse feuille de nanofibres – visible à l'œil nu – émerge.

Pehlivaner a contacté Guzman et l'auteur principal Lars Angenent, professeur de génie biologique et environnemental, pour la collaboration dans l'application des électrodes en nanofibres de carbone au traitement simultané des eaux usées et à la production d'énergie électrique.

L'électrode en nanofibre de carbone personnalisable a été utilisée pour sa haute porosité, surface et biocompatibilité avec les bactéries. En adhérant au PEDOT, le matériau obtient une fonction améliorée, selon les chercheurs.

Guzman a déclaré que les usines de traitement des eaux usées n'utilisent pas cette méthode – pour le moment. Sur une grande Scale, les bactéries à l'électrode pourraient capturer et dégrader les polluants des eaux usées qui s'y écoulent. Une telle technologie peut améliorer le traitement des eaux usées en permettant aux systèmes d'occuper moins de terrain et d'augmenter le débit.

Des concepts comme celui-ci se produisent sur des campus où les professeurs et les étudiants veulent communiquer et collaborer, dit Angenent. "Cela définit une collaboration radicale, " a-t-il dit. " Nous avons des scientifiques de la fibre qui discutent avec des ingénieurs environnementaux, de deux collèges Cornell très différents, pour créer une réalité à partir d'une idée - qui était plus ou moins une intuition - qui rendra le nettoyage des eaux usées meilleur et un peu moins cher."

La recherche, "Performance des électrodes en nanofibres de carbone électro-filées avec poly conducteur (3, 4-Ethylènedioxythiophène) Revêtements dans les systèmes bioélectrochimiques, " sera publié le 15 juillet dans le Journal des sources d'énergie .