Avec de plus en plus de gens qui achètent des voitures électriques et stockent de l’énergie à la maison, le L’appétit mondial pour les batteries devrait fortement croître dans les années à venir. Selon Lehtonen, « la demande est tout simplement époustouflante ».

En 2015, quelques centaines de gigawattheures supplémentaires (GWh) étaient nécessaires chaque année dans les stocks mondiaux de batteries – mais cela atteindra quelques milliers de GWh supplémentaires requis chaque année d’ici 2030 à mesure que le monde s’éloignera des combustibles fossiles, selon le cabinet de conseil en gestion McKinsey. Le problème est que les batteries lithium-ion sur lesquelles nous comptons aujourd’hui dépendent en grande partie de Procédés industriels dommageables pour l’environnement et minier. De plus, certains des matériaux de ces batteries sont toxiques et difficiles à recycler. Beaucoup proviennent également de pays où le bilan en matière de droits de l’homme est médiocre.

La fabrication de graphite synthétique, par exemple, implique de chauffer le carbone à des températures allant jusqu’à 3 000 ° C (5 432 ° F) pendant des semaines à la fois. L’énergie pour cela provient souvent de centrales au charbon en Chine, selon le cabinet de conseil Wood Mackenzie.

La recherche de matériaux de batterie durables et plus largement disponibles est en cours. Certains disent que nous pouvons les trouver dans les arbres.

Généralement, toutes les batteries ont besoin d’une cathode et d’une anode – les électrodes positives et négatives, respectivement, entre lesquelles circulent des particules chargées appelées ions. Lorsqu’une batterie est chargée, les ions lithium ou sodium, par exemple, passent de la cathode à l’anode, où ils se déposent comme des voitures dans un parking à plusieurs étages, explique Jill Pestana, une scientifique et ingénieure en batterie basée en Californie qui travaille actuellement comme consultante indépendante.

« La principale propriété que vous voulez dans cette structure de stationnement d’un matériau est qu’il peut facilement absorber le lithium ou le sodium et le laisser partir, et il ne s’effondre pas », explique-t-elle.

Lorsque la batterie est déchargée afin d’alimenter quelque chose comme une voiture électrique, les ions revenir à la cathode après avoir libéré des électrons – les électrons se déplacer à travers le fil dans un circuit électrique, transférant de l’énergie au véhicule.

Le graphite, dit Pestana, est un matériau « spectaculaire » parce qu’il fonctionne si bien comme anode fiable qui permet de telles réactions d’avoir lieu. Les alternatives, y compris les structures de carbone dérivées de la lignine, se battent pour démontrer qu’elles sont à la hauteur.

Cependant, de nombreuses entreprises explorent le potentiel de la lignine dans le développement de batteries, telles que Bright Day Graphene en Suède, qui fabrique du graphène – une autre forme de carbone – à partir de la lignine.

Lehtonen vante les vertus du matériau d’anode en carbone de son entreprise, que Stora Enso a nommé Lignode. Il ne révélera pas exactement comment l’entreprise transforme la lignine en une structure de carbone dur, ni quelle est cette structure, exactement, sauf pour dire que le processus implique de chauffer la lignine – mais à des températures loin d’être aussi élevées que celles requises pour la production de graphite synthétique.

Une caractéristique importante de la structure carbonée résultante est qu’elle est « amorphe », ou irrégulière, explique Lehtonen: « Cela permet en fait beaucoup plus de mobilité des ions entrant et sortant. »

Stora Enso affirme que cela les aidera à fabriquer une batterie lithium-ion ou sodium ionique pouvant être chargée en aussi peu que huit minutes. La charge rapide est un objectif clé pour les développeurs de batteries de véhicules électriques.