Le 22 août la revue Advanced Materials a annoncé l’invention d’une batterie stable avec neutralité carbone par une équipe de chercheur de l’Université de l’Illinois à Chicago.

La batterie Lithium-CO2 est une invention récente, de 2018, trouvée par des chercheurs du MIT. Une batterie qui fonctionne avec le CO2 dégagé par les activités humaines. Pour y parvenir, les scientifiques ont remplacé le graphite qui compose généralement l’anode, le pôle négatif des batteries, par du CO2 solidifié mélangé à un adjuvant.

Une batterie 7 fois plus puissante ou endurante pour la même taille

Cette solution est pleine de promesses. En premier lieu celle de capturer le CO2 émis par l’activité humaine pour en faire une énergie propre. La batterie alimentée par le gaz à effet de serre est beaucoup plus dense que son équivalent la batterie Lithium-ion, actuellement la plus répandue dans le monde, 7 fois plus. C'est à dire que pour une même taille, la batterie pourra tenir 7 fois plus longtemps qu'une batterie classique.

Il fallait un sérieux défaut à cette solution trop miraculeuse pour être vraie. La durée de vie de ces batteries était extrêmement limitée, 10 cycles de charge-recharge seulement. Extrêmement faible, même avec une efficacité supérieur.

C’est à ce défaut que se sont attaqués des chercheurs de l’école d’ingénieur de l’université de Chicago, avec succès. Dans la revue Advanced Materials, ils expliquent que la courte durée de vie de la batterie est due à une accumulation de carbone sur le catalyseur de la batterie.

La diffusion du CO2 en est affectée et l’électrolyte où circulent les ions qui créent le courant se décompose rapidement.

Pour parer cette difficulté, l’équipe de Chicago a testé différents matériaux dans le but de faciliter l’intégration du carbone et ainsi empêcher le risque d’accumulation. Pour le catalyseur les chercheurs ont utilisé des « nanoflocons de disulfure de molybdène ». Un nouvel électrolyte, hybride, a été développé.

La nouvelle batterie est capable de rester stable après 500 cycles charge-décharge

Les résultats ont été bien plus que simplement encourageants, de 10 cycles de charge-décharge la batterie est passée à 500 cycles tout en restant stable et en conservant ses performances énergétiques. L’un des scientifiques, Amin Salehi-Khojin a commenté la découverte pour le site internet de son université, « Notre combinaison unique de matériaux contribue à créer la première batterie lithium-dioxyde de carbone neutre en carbone avec bien plus de rendement et d’autonomie, ce qui lui permettra d’être utilisée dans des systèmes avancés de stockage d’énergie ».

Cependant, comme pour toute innovation qui semble miraculeuse, il y a un hic. Deux en réalité, le prix et la confirmation de la découverte. Cette dernière repose sur des calculs théoriques concernant la partie cruciale du mécanisme de charge-décharge. Il faudra des travaux supplémentaire confirmer l’efficacité réelle de la batterie.

Le prix est l’autre écueil, probablement le plus important. Le molybdène utilisé pour le catalyseur est un métal rare et donc cher. Pas sûr de voir, dans un avenir proche, cette solution propre dans tous nos appareils électriques. Cette innovation reste malgré tout encourageante, le premier défaut des batteries à Lithium-CO2 a été dépassé en un an seulement, il est permis d’espérer que cette nouvelle difficulté sera dépassée par les chercheurs.