Biopiles enzymatiques microfluidiques à alcools.

Sophie TINGRY1, Amael CAILLARD2, Louis RENAUD3, Marc CRETIN1,
Christophe INNOCENT 1
1

Institut Européen des Membranes, UMR 5635, Place Eugène Bataillon, CC
047, 34095 Montpellier, cedex 5, France
2

GREMI, Université d’ORLEANS
3

Institut des Nanotechnologies de Lyon.

Principe d’une biopile enzymatique

Enzyme 1

Combustible

Produit

Médiateur 2

e-

e-

O2

H+
Médiateur 1

Anode - oxydation

Enzyme 2

Cathode - réduction

Exemple de combustible : glucose, méthanol, glycérol…

H2O

Biopiles enzymatiques : applications
Fonctionnement dans des conditions physiologiques (pH, T°)
Systèmes implantables
Alimentation de dispositifs de faible puissance
P ~ 100mW

Miniaturisation des systèmes pour un gain en densité volumique d’énergie

Sony biopile à sucre, 2007

Technologie microfluidique

Pile à combustible microfluidique
Intégration dans une puce microfluidique :
- des fonctions relatives à la distribution et l’évacuation des fluides
- des composants (électrodes, catalyseurs)
- des réactions électrochimiques

Ecoulement en parallèle du combustible et du comburant sans mélange convectif dans un monocanal microfluidique

Préparation des
Préparation des électrodes par électrodes pulvérisation plasma

Réalisation microcanaux
Réalisation microcanaux

Immobilisation des
Immobilisation des enzymes enzymes

Assemblage micro
Assemblage micro canaux/électrodes canaux/électrodes

Caractérisation des
Caractérisation des performances performances électriques Caractérisation structurale et électrique des électrodes Co/C

80 nm

REF

107 S/m

C
Co
C

160 nm
80 nm

Couche mince Co se rapproche de la structure colonnaire du C

1 ordre de grandeur entre la conductivité de l’électrode Au et des électrodes C/Co/C et Co/C/Co

Prochain objectif : optimiser la structure de l’électrode à base de C et Co afin
d’obtenir