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Vers des batteries à recharge rapide à base de… bois
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Depuis plusieurs années, le graphite est un élément indispensable pour la fabrication des batteries de voiture lithium-ion. Il sert à la fabrication des anodes qui sont les électrodes négatives des piles. Bien que le graphite puisse être extrait des mines, de nos jours, il est le plus souvent fabriqué par pyrolyse. Ce processus est cependant extrêmement polluant et nécessite beaucoup d’énergie. Pour remplacer le graphite, des chercheurs finlandais ont inventé une autre méthode plus écologique qui consiste à fabriquer les anodes à partir d’un élément du bois appelé lignine.
La création de la lignode est issue d’une collaboration entre Northvolt et Stora Enso. Northvolt est une société de stockage d’énergie norvégienne tandis que Stora Enso est la plus grande entreprise forestière d’Europe, orientée vers le développement et la production de solutions basées sur le bois et la biomasse. Le but du projet serait de minimiser au maximum l’émission carbone liée à la fabrication de batteries pour les voitures électriques. Les deux entreprises prévoient de mettre en place une première usine chargée de la production des lignodes à l’échelle commerciale, et ce, d’ici 2025.
De nos jours, presque toutes les batteries utilisées dans les véhicules électriques, les smartphones, les appareils photo et les drones utilisent le graphite pour fonctionner. Le problème avec ce produit, c’est que son extraction ainsi que sa production causent des dégâts importants sur le plan environnemental. D’autre part, il présente des limites en matière de rechargement. À l’inverse, la culture d’arbres et la production de lignodes présentent une empreinte carbone faible.
De plus, grâce à la structure amorphe des lignodes, les ions peuvent entrer à partir de toutes les directions, et se déplacer plus facilement et plus rapidement que dans le graphite cristallin. De ce fait, les taux de charge et de décharge sont aussi plus élevés. D’après Lauri Lehtonen, responsable de la lignode chez Stora Enso, les limites du temps de charge du graphite d’origine fossile se situeraient entre 40 à 50 min, alors qu’il ne suffirait que de huit minutes pour les anodes à base de lignine pour effectuer le travail.
Parmi les bio-sources existantes, la lignine est la deuxième plus abondante dans le monde. Selon les estimations, elle aurait un potentiel mondial de plus de 45,3 millions de tonnes. Actuellement, 2 % seulement sont exploités par l’industrie, le reste étant brûlé pour la production d’énergie. À part le fait de constituer une alternative au graphite, la lignine pourrait également intervenir dans la conception d’autres composants de la batterie rechargeable. Une étude coréenne a montré que des matériaux à base de lignine pourraient être utilisés dans d’autres composants de la batterie. Figurent parmi ces éléments constitutifs le liant, le séparateur, l’électrolyte, ou encore la cathode.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
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