Des « poils de vache » pour créer des batteries au lithium deux fois plus puissantes et plus durables

L’électrification de l’industrie automobile est l’une des stratégies mises en place pour réussir la transition énergétique mondiale. Ainsi, les batteries et les moteurs électriques remplacent les moteurs à essence et à diesel des véhicules. Dans ce contexte, plusieurs chercheurs et entreprises effectuent aujourd’hui des travaux visant à améliorer ces solutions de stockage d’énergie. Les batteries actuelles fonctionnent avec des métaux clés tels que le lithium, le nickel, le cobalt et le manganèse. Cependant, ces ressources deviennent de plus en plus rares et coûteuses en raison de l’augmentation de la demande mondiale. Il est crucial de trouver des alternatives plus abordables à ces matériaux critiques afin de réduire le coût de fabrication des batteries de véhicules électriques. En Argentine, des chercheurs de l’UNC en partenariat avec la société Y-TEC suggèrent notamment d’utiliser du soufre, un matériau de cathode plus abondant et moins coûteux. Leur innovation réside dans le recours au biochar de poils de vache pour construire les « squelettes » servant à maintenir le soufre et à l’adhérer à la cathode. Le point sur cette étude.

Comment ont été traités ces poils de vache ?

Selon ces chercheurs, une tonne de peau de vache mouillée génère 85 kg de poils résiduels dans les tanneries argentines. Ainsi, l’équipe a eu l’idée de valoriser et de recycler ces déchets. Les poils de vache nécessitaient un nettoyage rigoureux, car ils étaient sales et pleins d’urine. Victoria Bracamonte, un des auteurs principaux de cette étude, a décidé de les laver en machine et de les rincer abondamment à l’eau claire pour éliminer le reste du savon. Ensuite, les poils propres ont été pyrolysés à deux reprises, notamment à 500 °C et à 900 °C. Le biochar généré jouait le rôle de « squelette » pour le soufre à l’intérieur de la batterie. L’ensemble de ce procédé a été breveté aux États-Unis par la société Y-TEC. Il est à noter que, depuis 2017, ce groupe de recherche a déjà testé divers autres types de biochar (amidon de manioc, riz, coques d’arachides…). Mais celui de poils de vache serait le plus adapté.

Quels sont les résultats observés lors des tests ?

Dans le cadre de leur étude, ces scientifiques argentins ont fabriqué une petite batterie électrique composée d’une anode au lithium pur et d’une cathode au soufre combiné avec le biochar de poils de vache. Selon eux, cet accumulateur expérimental a atteint des performances électrochimiques élevées. Les résultats obtenus pourraient ouvrir la voie au développement de batteries lithium-soufre efficaces et durables. Généralement, au cours de la charge d’une batterie de ce type, des réactions chimiques se produisent, créant des polysulfures qui affectent sa capacité de stockage. Mais lors des tests avec ce biochar, après cent cycles de charge-décharge, ce problème aurait été évité. Les chercheurs étudient encore les origines de cette amélioration.

Comment fonctionne une batterie lithium-soufre ?

Dans ce type d’accumulateur électrique, on trouve des matières actives légères, à savoir du lithium pour l’anode chargée négativement et du soufre pour la cathode chargée positivement. Lors de la charge, l’énergie est stockée sous forme d’énergie chimique. Puis, au cours de la décharge, cette énergie chimique est convertie en courant électrique grâce aux réactions des métaux utilisés. D’après cette équipe de chercheurs de l’UNC, ce type de batterie pourrait présenter une autonomie allant jusqu’à 400 km (contre 160 à 200 km avec les batteries au lithium standards de 200 kg). D’ailleurs, l’utilisation du soufre associé au biochar de poils de vache pourrait améliorer la densité énergétique, la vitesse de charge et la longévité d’une batterie. Plus d’informations : UNC.

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