Michel Perrier, Directeur, Dépt génie chimique, École Polytechnique: Cellules électrochimiques microbiennes: modélisation dynamique et contrôle

Les systèmes bio-électrochimiques représentent une nouvelle alternative pour la valorisation énergétique des déchets organiques et des résidus de biomasse, où les microorganismes peuvent être utilisés pour catalyser des réactions d'oxydo-réduction.Les cellules électrochimiques  telles que les piles à combustible microbiennes (PCM) et les cellules électrolytiques microbiennes (CEM) sont des exemples de tels systèmes.

Pour les piles à combustible, il y a production d'électricité tandis que les cellules électrolytiques produisent de l'hydrogène. La performance de ces cellules bio-électrochimiques dépend du biofilm anaérobie composé de micro-organismes anodophiles qui cèdent des électrons à l'anode suite à leur activité métabolique. Les piles à combustible fonctionnent typiquement avec une cathode exposée à l'air entraînant une réaction de réduction de l'oxygène à la cathode et la production d'électricité. En revanche, les cellules électrolytiques ont besoin d'énergie électrique fournie par une alimentation externe pour la réaction de formation d'hydrogène à la cathode.

L'exposé est orienté vers la présentation d'un modèle unifié décrivant le comportement dynamique des piles à combustible microbiennes et des cellules électrolytiques microbiennes. Le même ensemble d'expressions de cinétiques réactionnelles est utilisé pour décrire l'activité dans le compartiment anodique d'une pile à combustible et une cellule d'électrolyse, tandis que les réactions cathodiques conduisant à la production d'électricité et d'hydrogène sont décrites par leurs dépendances respectives. Les résultats de l'estimation des paramètres et la validation du modèle dynamique aux fins de contrôle du procédé seront aussi présentés.

Conférencier invité: Michel Perrier, Professeur, Département de génie chimique, École Polytechnique