Après l’électrolyte à base de crabe, des chercheurs ont mis au point une anode de batterie sodium-ion à partir de carbone issu de la carapace d’un crustacé.
au sommaire
Décidément, le crabe est une sacrée source d'inspiration pour les scientifiques qui cherchent à améliorer les batteries. Futura avait déjà évoqué l'utilisation de la chitinechitine qui constitue la carapace du crustacécrustacé comme électrolyte. Aujourd'hui, la carapace du crustacé revient encore une fois sur le devant de la scène pour optimiser les batteries et les rendre plus vertueuses écologiquement et moins chères à produire.
Des chercheurs originaires de Chine ont publié dans la publication ACS Omega leurs travaux sur la transformation de l'épais blindage des crustacés en anodeanode pour une batterie sodiumsodium-ionion. Rappelons que cette technologie de batterie pourrait à terme remplacer les actuelles lithiumlithium-ion, dont la matièrematière première est rare, coûteuse et difficile à recycler. Mais, son alternative plus écologique et moins chère souffre encore d'un gros souci, celui d'une perte rapide de capacité. De nombreux labos travaillent sur cette faiblesse, mais aussi sur les manières de les rendre plus performantes et plus écologiques.
Du carbone de crabe
C'est sur ces derniers points que les chercheurs ont planché en se concentrant plus précisément sur l’anode de la batterie. Avec une batterie sodium-ion, les ions du sodium sont plus gros et incompatibles avec le graphitegraphite habituellement utilisé pour les batteries lithium. C'est là qu'intervient la carapace du crustacé, ou plutôt son carbonecarbone. Avec sa constitution poreuse et fibreusefibreuse lorsqu'il est mêlé à des matériaux comme le sulfuresulfure d'étainétain ou le sulfure de ferfer, il permet de créer une anode assurant une meilleure conductivitéconductivité et un déplacement efficace des ions. Question écologieécologie, ce recyclagerecyclage est discutable, puisque avant de créer l'alliagealliage, il a fallu chauffer la carapace à près de 540°. Avec leur prototype et en utilisant l'un ou l'autre additif au carbone du crabe, en plus d'obtenir une batterie performante, les chercheurs ont pu établir que la capacité de la batterie ne se dégradait pas vraiment avant 200 cycles, ce qui reste cependant encore peu, par rapport à d'autres modèles de batteries au sodium.
Vers une révolution pour les batteries grâce aux crabes ?
Des scientifiques ont découvert des propriétés incroyables à l'un des composants de la carapace des crabes et des crustacés en général. Une trouvaille qui pourrait révolutionner le marché des batteries.
Article de Sylvain BigetSylvain Biget publié le 11 septembre 2022
Le nerfnerf de la mobilité, c'est la batterie. Il y a celles des smartphones, des montres connectées, des tablettes, des accessoires sans fil et celles des voitures électriques. Toutes ces batteries ont un point commun, elles sont difficiles à recycler et des composants, comme le lithium, coûtent cher. Pour régler à la fois les soucis écologiques et de coûts, des chercheurs du Center for Materials Innovation de l'université du Maryland aux États-Unis ont eu l'idée d'utiliser des carapaces de crustacés, et notamment des crabes, pour créer une batterie.
Pourquoi les crustacés ? Parce que le solidesolide blindage du crabe et des autres crustacés est constitué de chitine. Il s'agit d'un biopolymère qui se trouve aussi dans la carapace de certains insectesinsectes et même dans la structure des champignonschampignons. C'est lui qui vient renforcer leur exosqueletteexosquelette. Cette substance transformée est par ailleurs déjà utilisée sous le nom de chitosane pour de nombreuses applicationsapplications commerciales. Elle est employée par exemple sous la forme de pilules pour maigrir. En réalité, cela ne fonctionne pas vraiment, mais ces pilules auraient quand même l'avantage de pouvoir réduire le mauvais cholestérolcholestérol. Pour ce qui est des batteries, c'est en modifiant la chitosane en l'immergeant dans une solution aqueusesolution aqueuse d'acideacide acétique que les scientifiques l'ont transformée en un gelgel. C'est ce gel particulier, mêlé à du zinczinc qui peut servir en tant qu'électrolyte d'une batterie.
Biodégradable en cinq mois
Lors de leurs expérimentations, les chercheurs ont pu constater qu'avec ce type d'électrolyte mélangé, la batterie disposait d'un rendement énergétique qui se maintenait à 99,7 %, même après 1.000 cycles de recharges décharge, soit une duréedurée d'utilisation de 400 heures cumulées pour ce prototype. Voilà pour les performances.
Pour ce qui est de l'aspect écologique, ils ont aussi remarqué que la batterie pouvait se biodégrader presque intégralement au bout de cinq mois. Il ne restait alors que les résidus de zinc qui ont pu être recyclés. Le même type d'expérience avait déjà été testé avec une pile constituée de papier, comme l'avait déjà relaté Futura.
Dans ce cas, la pile s'était biodégradée entièrement en un mois. Mais ces batteries animées par les crustacés ont aussi d'autres atouts. Elles ne surchauffent pas, ne s’enflamment pas et ne présentent aucun risque d'explosion. Enfin, et à condition de ne pas les faire à partir de carapace de homards, leur coût de production est largement inférieur à celui des batteries Lithium-ionbatteries Lithium-ion. Comme l'explique Liangbing Hu, le directeur du centre de recherche de l'université de Mylance dans son communiqué, la chitosane peut être obtenue simplement à partir de déchetsdéchets de fruits de mer délaissés sur notre table.
