Un nouveau type de batterie à base de bois a le potentiel de réduire considérablement le temps de charge de Voitures électriques tout en améliorant considérablement leur durabilité environnementale, affirment ses créateurs.
La percée est centrée sur un matériau appelé lignine, un polymère organique qui représente environ 30% de tous les arbres.
Des chercheurs de la société suédo-finlandaise Stora Enso, la plus grande entreprise forestière d’Europe, ont découvert que la lignine pouvait être transformée d’un sous-produit indésirable de son activité d’usine de papier en une alternative biosourcée aux anodes en graphite trouvées dans le lithium-ion Piles.
En transformant la lignine en carbone dur, les chercheurs ont pu créer une anode à faible coût et ultra-efficace qu’ils décrivent comme « une révolution » dans la technologie des batteries.
« En termes de coûts, nous serons très compétitifs, mais c’est la performance qui est la plus excitante », a déclaré Lauri Lehtonen, responsable de Lignode chez Stora Enso. L’Indépendant.
« En termes de taux de charge élevés, les carbones durs peuvent vous emmener dans des endroits que le graphite ne peut pas. Les limites de graphites sont d’environ 40 à 50 minutes, que vous pouvez alimenter avec un silicium très coûteux pour atteindre 20 minutes. [Lignin-based anodes] peut atteindre des temps de charge de huit minutes.
Le graphite d’origine fossile est actuellement le matériau d’anode prédominant utilisé dans presque toutes les batteries lithium-ion, qui sont utilisées dans tout, des smartphones et des appareils photo aux véhicules électriques et aux drones.
Ceci malgré les limitations en matière de charge de grande capacité, ainsi que les dommages environnementaux causés par son extraction et sa production.
La croissance et la production d’anodes de lignine sont en revanche négatives en carbone, tandis que sa structure amorphe signifie que les ions peuvent entrer de toutes les directions et se déplacer plus facilement et plus rapidement que le graphite cristallin, ce qui permet des taux de charge et de décharge plus rapides.
Stora Enso prévoit de commercialiser la technologie à grande échelle. Avec le déclin de l’industrie papetière, l’entreprise se concentre actuellement sur le développement de produits durables pouvant remplacer les matériaux fossiles.
La lignine est la deuxième biosource la plus abondante au monde derrière la cellulose, avec un approvisionnement mondial potentiel d’environ 50 millions de tonnes. Actuellement, seulement environ 2 % sont effectivement utilisés pour l’industrie, le reste étant simplement brûlé pour produire de l’énergie.
Un étudier publié plus tôt cette année par des chercheurs coréens a détaillé comment les matériaux à base de lignine pourraient également être appliqués à d’autres composants dans les batteries rechargeables, y compris le liant, le séparateur, l’électrolyte et la cathode.
« Au fur et à mesure que de nouvelles stratégies et applications sont développées, des matériaux à base de lignine plus respectueux de l’environnement et moins chers auront un impact positif sur nos vies, créant un nouveau paradigme », ont écrit les auteurs de l’étude.
Stora Enso a signé une lettre d’intention avec une société norvégienne de stockage d’énergie le mois dernier et planifie actuellement sa première usine visant à produire les anodes à l’échelle commerciale d’ici 2025. En cas de succès, ce sera la toute première batterie industrialisée construite avec un composant clé provenant d’arbres.
