Le dioxyde de carbone ou CO2 est la pire des choses et pourrait devenir la meilleure. Le CO2 est le gaz à effet de serre qui est considéré comme le principal responsable du réchauffement climatique. Mais transformé en matériau solide, il pourrait accélérer considérablement la transition énergétique et la réduction des émissions de gaz à effet de serre.
Un des obstacles technologiques à la transition énergétique tient aux performances et au coût pour l’environnement de la production des batteries lithium-ion qui stockent l’énergie des véhicules électriques, de l’ensemble de nos outils électroniques mobiles et parfois stockent de l’électricité produite avec des renouvelables (solaire et éolien). Les batteries lithium-ion sont trop peu performantes, trop lourdes et leurs limitations sont infranchissables car elles tiennent aux réalités physiques.
Mais des chercheurs de l’Université de l’Illinois à Chicago (UIC) ont peut-être trouvé la technologie révolutionnaire qui va tout changer. Ils ont mis au point une batterie lithium, utilisant non pas du silicium mais du dioxyde de carbone, bien plus performante. Elle a une densité énergétique plus de sept fois supérieure. Cette propriété est bien connue. Mais jusqu’à aujourd’hui, personne n’était parvenu à construire un prototype de batterie lithium-dioxyde de carbone qui soit totalement rechargeable. Cette fois, c’est le cas.
500 cycles de décharge et de recharge
Les chercheurs de Chicago ont publié un article dans la revue scientifique Advanced Materials montrant qu’ils ont été capables de fabriquer une batterie et de la faire fonctionner pendant 500 cycles consécutifs de décharge et de recharge.
«Les batteries lithium-dioxyde de carbone sont attrayantes depuis longtemps, mais dans les faits, nous n’avons pas été capables jusqu’à aujourd’hui de les rendre réellement efficaces», explique Amin Salehi-Khojin, professeur d’ingénierie industrielle à l’UIC.
Quand une batterie lithium-dioxyde de carbone se décharge, elle produit du carbonate de lithium et du carbone. Le carbonate de lithium se recycle durant la phase de recharge, mais le carbone s’accumule sur le catalyseur et bloque la batterie. Mais les chercheurs de l’UIC ont utilisé de nouveaux matériaux, notamment du bisulfure de molybdène, dans leur batterie qui permet le recyclage à la fois du carbonate de lithium et du carbone.
«Notre combinaison unique de matériaux nous a permis de fabriquer la première batterie lithium-dioxyde de carbone bien plus performante, avec une longue durée de vie, qui pourra être utilisée dans les systèmes avancés de stockage de l’énergie», affirme Amin Salehi-Khojin.
Cette recherche a été en partie financée par le Département américain de l’énergie et par la National Science Foundation américaine.
