Démonstration : certains micro-organismes peuvent convertir la matière organique du sucre en énergie électrique et, en même temps, contribuer à atténuer les émissions de gaz à effet hivernal. L'appel hallazgo a été observé lors de l'examen du comportement des « cellules à combustible microbiennes de sol » (cellules de combustible microbien de suelo, SMFC) et des « cellules à combustible microbiennes végétales » (cellules de combustible microbien de plantes, PMFC), des systèmes qui combinent des bactéries électroactives avec des électrodos enterrés pour générer de l'électricité à partir de processus naturels.
L'étude, dirigée par des enquêteurs de l'Université de Taiwán et publiée dans le « Journal of Cleaner Production », a analysé la salinisation des sols parce que la sobreexploitation des eaux souterraines a provoqué une augmentation de la surface terrestre et une intrusion marine, affectant gravement la agriculture.
La technologie des cellules microbiennes combustibles n’est pas nouvelle dans le cadre du traitement des eaux résiduelles. Le principe de fonctionnement est basé sur l'amélioration des micro-organismes avec une capacité électrochimique qui, dans la matière organique métabolisée, libère les électrons qui peuvent être capturés par un système d'électrolyse.
Différences en matière de rendu électrique
Mais cette enquête s'étend sur l'horizon d'application de cette technologie, à la recherche de ce qui se produit lorsque ces systèmes sont installés directement dans le pays. Une fois installés dans des conditions naturelles ou dans des terres fortement salinisées, les résultats révèlent des différences notables dans le rendu électrique et dans la capacité de réduction. émissions de métano et d'oxyde nitrosodeux gaz ont un potentiel de chauffage global de 28 et 265 fois supérieur au CO2, respectivement.
Schéma schématique de l'application du module PMFC sur les suelos salinizados. / Journal de production plus propre (2025)
Dans les suelos naturels, les PMFC dans le circuit fermé génèrent une tension rapide plus de trois fois plus importante que dans les suelos affectés par la salinité. La différence, durable, est manifeste pour l'effet inhibiteur de la haute conductivité électrique du corps qui s'exerce sur les processus bioélectrochimiques pendant les premières périodes de fonctionnement.
Parce que les enquêteurs observent que, Au cours de plusieurs mois de culture, la tension des PMFC dans les suelos salinisés commence à augmenter progressivementc'est pourquoi il est nécessaire d'adapter progressivement le système ou de réduire efficacement la salinité dans la zone d'influence des électrodes.
Émission de métal
L'étude compare également le comportement du SMFC, qui prend soin de la végétation, avec le PMFC, où les plantes jouent un papier actif. Au cours des étapes initiales, plusieurs systèmes afficheront des tensions similaires, mais à partir du jour 55, le SMFC superaron au PMFC de manière naturelle.
Alors, la présence de végétation, lejos de être un obstacle, résultat fondamental en suelos salinizadosparce que les plantes absorbent une partie des ions de sel et contribuent à la « remédiation » (élimination, réduction ou stabilisation des contaminants) du sol, alors que vos rizodepósitos – exudados de racines riches en azucares, acides organiques et matériel cellulaire muerto – alimentent continuellement à las bactéries électroactives.
Cultivez des terres inondées du Delta de l'Èbre (Tarragone), une zone affectée par la salinisation. / EFE / Susanna Saez
Un des hallazgos les plus pertinents se réfère à la émission de métal. Dans des conditions naturelles, le flux de ce gaz se situe à des valeurs typiques d'humedales pour que l'activité métagénique (production de métaux par des micro-organismes anaérobies) prospère. En revanche, les suelos salinizados montrent des émissions considérablement inférieures.
Processus bioélectrochimiques
L'analyse révèle que l'abondance de micro-organismes métagènes dans les tissus affectés par la vente est considérablement moindrec'est ce qui explique la réduction observée. De plus, dans les suelos salinizados, le PMFC dans le circuit cerrado émet moins de métaux que le circuit ouvert, indiquant que Les processus bioélectrochimiques ne génèrent pas seulement de l'électricité, car ils peuvent inhiber directement la production de métal..
La situation est distincte du oxyde nitroso. L'abondance des gènes fonctionnels liés à ce gaz entraîne des résultats similaires dans d'autres types de sucre, ce qui est tradujo en una différence insignifiante dans les flux d'émission. Este hallazgo sugiere que la salinité et le courant électrique n'affectent pas de manière notable les processus de nitrification et de desnitrification qui produisent de l'oxyde nitroso.
D’autres données pertinentes concernent l’évolution des communautés microbiennes. Depuis le début de l'expérimentation, les populations bactériennes dans les tissus naturels et salinisés montrent des compositions distinctes, et cette divergence se maintient pendant toute l'expérimentation.
Un enquêteur travaillant dans le laboratoire entreprend une pile de combustible sur la terre. / Université Northwestern
'Consorcios microbiens'
Esto indique que cada tipo de suelo alberga 'consortiums microbiens' adaptés à vos conditions particulièreset que l'implantation d'électrodes n'homogénéise pas les communautés, car les espèces naturelles ont la capacité de transfert extracellulaire d'électrons.
« En général, cet studio examine le potentiel d'application des SMFC et des PMFC en suelos normales et salinisés pour la production d'électricité et l'atténuation des émissions de gaz à effet d'hiver », explique Chang-Ping Yu, auteur principal de l'étude.
Les résultats de l'estudio señalan nouvelles possibilités pour la récupération des substances affectées par la salinité (1.400 millions d'hectares dans le monde, selon certains studios)un problème qui améliore la sécurité alimentaire dans de nombreuses régions de la planète. La combinaison de plantes tolérantes au sel avec des systèmes bioélectrochimiques peut se transformer en un outil de restauration écologique qui, en outre, produit de l'énergie propre..
