En partant de zéro, des chercheurs ont conçu une batterie avec des protéines au lieu du lithium

Alors que le nombre de véhicules électriques et de gadgets intelligents augmente, les problèmes éthiques et environnementaux avec les batteries lithium-ion qui les alimentent commencent sérieusement à se poser. Très peu des millions de batteries usées sont recyclées chaque année. Et l'extraction des matériaux qui les composent peut nuire aux humains et à l' environnement.

Cette batterie ne contient pas de métal, elle se recycle facilement et devrait permettre d’éliminer les problèmes éthiques et environnementaux qui affligent le lithium-ion

Une nouvelle batterie biologique pourrait être la réponse, affirment des chercheurs de l'Université Texas A&M qui ont présenté cette nouvelle technologie dans la revue Nature . Les batteries non toxiques n'utilisent aucun métal et sont faciles à dégrader et à recycler en étant dissoutes dans une solution acide.

Selon certaines estimations, compte tenu de la croissance explosive du marché des batteries, le monde enverra environ 15 millions de tonnes métriques de batteries lithium-ion à la casse d'ici 2030. Et si rien n’est fait, la plupart d'entre elles finiront dans des décharges.

«Le taux de recyclage des batteries lithium-ion à l'heure actuelle est à moins de 10%», a déclaré dans un communiqué de presse, le professeur de génie chimique Jodie Lutkenhaus.

. «La batterie lithium-ion contient des matériaux précieux, mais leur récupération est très difficile et demande beaucoup d’énergie.»

Lutkenhaus, Karen Wooley et leurs collègues ont créé une toute nouvelle chimie de batterie à partir de zéro. Ils utilisent des polypeptides, qui sont des composants de protéines, pour fabriquer les deux électrodes de la batterie, qui font passer les électrons dans les deux sens pendant la recharge et la décharge.

Les électrodes polypeptidiques restent stables pendant le fonctionnement de la batterie. Mais ils sont facilement dégradables lorsque placés dans des conditions acides pour donner des acides aminés et d'autres éléments constitutifs, qui peuvent être recyclés dans de nouvelles batteries. Ces produits dégradés sont inoffensifs, donc même si les batteries sont jetées dans une décharge ou se retrouvent dans l'environnement, elles se dissoudront sans danger.

À ce stade de la recherche, cette nouvelle batterie génère seulement un tiers du potentiel énergétique d’une batterie Li-ion. Mais ses performances correspondent à d'autres batteries sans métal qui ont précédé l’utilisation de plastiques organiques. Cependant, ces autres batteries organiques sont également difficiles à recycler.

Selon les chercheurs, il s'agit bien sûr d'une première étape, mais une telle batterie à base de polypeptide dégradable pourrait répondre au besoin de batteries vertes et durables dans une future économie circulaire.

Source: Tan P. Nguyen et al. Polypeptide organic radical batteries. Nature, 2021.
Reportage: Prachi Patel

Magazine Anthropocene 

Contribution: André H. Martel