Des scientifiques créent des batteries durables à partir de carapaces de crabe

La demande croissante d’énergies renouvelables et de véhicules électriques suscite actuellement une forte demande de batteries qui stockent l’énergie générée et alimentent les moteurs. Cependant, jusqu’à présent, les batteries à l’origine de ces solutions durables ne sont pas elles-mêmes durables. Pour résoudre ce problème, une équipe de recherche dirigée par l’Université du Maryland a créé une batterie au zinc avec un électrolyte biodégradable issu d’une source surprenante : les carapaces de crabe.

« De grandes quantités de batteries sont produites et consommées, ce qui soulève la possibilité de problèmes environnementaux », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Liangbing Hu, expert en innovation des matériaux à l’Université du Maryland. « Par exemple, les séparateurs en polypropylène et en polycarbonate, qui sont largement utilisés dans les batteries lithium-ion, mettent des centaines, voire des milliers d’années, à se dégrader et à alourdir l’environnement. »

Les batteries utilisent des électrolytes pour faire circuler les ions entre les bornes chargées électriquement. Ces électrolytes peuvent être des liquides, des pâtes ou des gels, et de nombreuses batteries actuelles utilisent des substances hautement inflammables ou corrosives pour cette fonction. Cependant, la nouvelle batterie – qui peut stocker l’énergie provenant de sources solaires et éoliennes à grande échelle – utilise un électrolyte en gel fabriqué à partir d’un matériau biodégradable appelé chitosane.

« Le chitosane est un produit dérivé de la chitine. La chitine a de nombreuses sources, notamment les parois cellulaires des champignons, les exosquelettes des crustacés et les enclos des calmars », a expliqué le Dr Hu. « La source la plus abondante de chitosane provient des exosquelettes de crustacés, notamment des crabes, des crevettes et des homards, qui peuvent être facilement obtenus à partir des déchets de fruits de mer. Vous pouvez le trouver sur votre table.

Comme elle contient des électrolytes biodégradables, les deux tiers de cette batterie pourraient être dégradés par des microbes. Sous l’action de ces micro-organismes, l’électrolyte chitosane lui-même peut disparaître complètement en cinq mois environ, laissant derrière lui le composant métallique – le zinc plutôt que le plomb ou le lithium, comme dans le cas des batteries plus anciennes – qui pourrait alors être recyclé. « Le zinc est plus abondant dans la croûte terrestre que le lithium. De manière générale, les piles au zinc bien développées sont moins chères et plus sûres », a déclaré le Dr Hu.

Les scientifiques visent ensuite à fabriquer des batteries encore plus respectueuses de l’environnement. « À l’avenir, j’espère que tous les composants des batteries seront biodégradables. Non seulement le matériau lui-même, mais aussi le processus de fabrication des biomatériaux », a conclu le Dr Hu.

L’étude est publiée dans la revue Matière.

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Par Andreï Ionescu, Espèces-menacées.fr Rédacteur