Les levures et les champignons de la pourriture blanche pourraient avoir un rôle modeste mais ingénieux à jouer dans la transition énergétique.
Les champignons pourraient être utilisés pour alimenter des batteries dans des régions reculées grâce à une nouvelle avancée réalisée par des chercheurs suisses.
Leur invention de batterie fongique est imprimée en 3D – avec des cellules fongiques mélangées à l’encre d’impression – et présente l’avantage unique d’être biodégradable. Une fois qu’elle a rempli sa fonction, la batterie se digère de l’intérieur.
Cela s’ajoute au nombre croissant de recherches utilisant les champignons – un royaume de vie vaste et « sous-utilisé » – pour fabriquer de tout, de nos vêtements et maisons aux substituts de viande.
Voici comment la batterie fongique développée au Laboratoire fédéral de science et technologie des matériaux (Empa) est capable de produire de l’électricité.
Rencontrez la batterie vivante qui a besoin d’être nourrie
À proprement parler, expliquent les chercheurs de l’Empa, la batterie est une pile à combustible microbienne.
Comme tous les êtres vivants, les micro-organismes transforment les nutriments en énergie. Les piles à combustible microbiennes exploitent ce métabolisme et captent une partie de l’énergie sous forme d’électricité.
« Pour la première fois, nous avons combiné deux types de champignons pour créer une pile à combustible fonctionnelle », explique Carolina Reyes, chercheuse à l’Empa.
Du côté négatif (ou anode) de la « batterie » se trouve une levure dont le métabolisme libère des électrons. Il est complété par un champignon de pourriture blanche du côté positif (cathode) qui produit une enzyme spéciale, permettant aux électrons d’être capturés et conduits hors de la cellule.
Les champignons se nourrissent de sucres simples ajoutés aux cellules de la batterie. « Vous pouvez stocker les batteries fongiques séchées et les activer sur place en ajoutant simplement de l’eau et des nutriments », explique Reyes.
Comment sont fabriquées les batteries fongiques ?
Les champignons ne sont pas « plantés » dans la batterie, pour ainsi dire, mais font dès le départ partie de sa base matérielle.
Il est imprimé en 3D pour structurer les électrodes d’une manière spécifique permettant aux micro-organismes d’accéder facilement aux nutriments. Des cellules fongiques sont mélangées à l’encre d’imprimerie – ce qui n’est pas une mince affaire pour les chercheurs interdisciplinaires.
« Il est déjà assez difficile de trouver un matériau dans lequel les champignons se développent bien », explique Gustav Nyström, directeur du laboratoire Cellulose et matériaux en bois de l’Empa.
« Mais l’encre doit également être facile à extruder sans tuer les cellules – et bien sûr, nous voulons qu’elle soit électriquement conductrice et biodégradable. »
Grâce à la vaste expérience de leur laboratoire dans l’impression 3D de matériaux souples et biosourcés, l’équipe a pu produire une encre adaptée à base de cellulose. Les cellules fongiques peuvent même utiliser la cellulose comme nutriment supplémentaire et ainsi contribuer à décomposer la batterie après utilisation.
Où les batteries fongiques pourraient-elles être utilisées ?
Les gros appareils électroniques alimentés par des champignons sont encore un défi, car ces cellules vivantes ne produisent pas beaucoup d’électricité.
Mais ils pourraient fournir suffisamment d’énergie pour alimenter un capteur de température pendant plusieurs jours, par exemple pour l’agriculture ou la recherche dans des régions reculées.
Et les chercheurs n’ont pas encore compris tout le potentiel des champignons.
« Les champignons sont encore sous-étudiés et sous-utilisés, notamment dans le domaine de la science des matériaux », conviennent Reyes et Nyström.
Les chercheurs envisagent désormais de rendre la batterie fongique plus puissante et plus durable – et de rechercher d’autres types de champignons susceptibles de fournir de l’électricité.
