VinFuture, lauréat du prix principal, n'a pas été bien accueilli au départ, car jugé trop avant-gardiste.

Les travaux du professeur Stanley Whittingham sur la création de batteries lithium-ion lui ont récemment valu le premier prix du salon VinFuture, mais à l'époque de son invention, son produit n'avait pas été bien accueilli car il était trop novateur.

Le professeur Stanley Wittingham (82 ans), de l'université de Binghamton, State University of New York, USA, est l'un des quatre scientifiques à recevoir le Grand Prix VinFuture d'une valeur de 3 millions de dollars américains (équivalent à 73 milliards de VND), grâce à son invention qui crée une base durable pour l'énergie verte grâce à la production de cellules solaires et au stockage avec des batteries lithium-ion.

Le professeur Stanley Wittingham a inventé le principe de fonctionnement de la batterie lithium-ion et a établi le rôle des ions lithium comme porteurs de charge efficaces. Ses travaux ont été essentiels au développement des batteries lithium-ion, utilisées dans de nombreux appareils, des téléphones portables et ordinateurs portables aux voitures électriques.

Avant l'avènement des batteries lithium-ion, les deux types de batteries les plus répandus au monde étaient les batteries au plomb et les batteries alcalines. Leur principal inconvénient réside dans leur faible capacité énergétique. Les batteries alcalines et au nickel sont extrêmement toxiques, au point d'être aujourd'hui proscrites dans les lieux publics. Si les batteries au plomb sont moins toxiques, leur recyclage et leur réutilisation s'avèrent complexes. Les batteries lithium-ion, de taille réduite, offrent une capacité énergétique cinq fois supérieure et sont recyclables à 99 %, ce qui constitue leur principal atout.

Cependant, vers 1974, Stanley Wittingham et son équipe de recherche créèrent la première version des batteries lithium-ion, capables de stocker de l'énergie. « Cependant, elle ne fut pas bien accueillie ; peut-être notre produit était-il trop en avance sur son temps », expliqua-t-il, révélant qu'il avait dû interrompre ses recherches pendant 8 à 10 ans, faute de reconnaissance.

Il a franchement admis qu'au départ, ce type de batterie était principalement utilisé dans les boîtiers électroniques et certains types de montres. Plus tard, de grands fabricants ont compris qu'il s'agissait d'une technologie indispensable. Sony, par exemple, souhaitait l'intégrer à ses produits et s'est adressé à lui ; depuis, ce type de batterie s'est largement répandu.

Le président Vo Van Thuong (à gauche) remet les prix aux quatre lauréats du prix VinFuture 2023, en présence du professeur Stanley Whittingham (au centre). Photo : Giang Huy — Le président Vo Van Thuong (à gauche) remet les prix aux quatre lauréats du prix VinFuture 2023, en présence du professeur Stanley Whittingham (au centre). Photo : *Giang Huy*

Sa contribution a été la découverte que le maintien d'ions lithium entre des plaques de sulfure de titane permettait de générer de l'électricité, exploitant ainsi l'immense énergie du lithium pour libérer les électrons de la couche externe. Le professeur Stanley a expliqué que l'atout majeur de la technologie des batteries réside dans leur capacité à stocker l'énergie et à se recharger rapidement. C'est une caractéristique essentielle pour tous. Le fonctionnement de cette technologie est comparable à celui d'un sandwich composé de plusieurs couches : au centre se trouve un composé de lithium. Pour recharger la batterie, on extrait le lithium, puis on le réinsère entre les couches.

Il a été le pionnier du concept d'intercalation d'électrodes. Il s'est également attaché à améliorer la stabilité structurelle et la capacité cyclique des batteries, grâce à l'application de réactions d'intercalation multi-électroniques visant à accroître leur stabilité et leur capacité.

L'équipe de recherche du professeur, initialement composée de 6 à 8 membres, s'est progressivement agrandie pour compter près de 30 personnes, parmi lesquelles des collaborateurs physiciens et spécialistes des matériaux. Cependant, M. Stanley a indiqué que le parcours de recherche n'avait pas toujours été sans embûches ; il y a eu une période où la recherche sur les batteries n'était plus un sujet d'actualité.

Mais aujourd'hui, les batteries lithium-ion sont utilisées dans tous les appareils qui en ont besoin pour fonctionner, des téléphones, montres et ordinateurs aux véhicules, en passant par les grandes entreprises qui produisent de l'énergie solaire et éolienne. « J'aurais dû prendre ma retraite il y a 20 ans, mais je ne m'attendais pas à être assis ici aujourd'hui, à voir que de plus en plus de véhicules électriques utilisent des batteries, comme VinFast avec ses voitures, bus et motos électriques », a-t-il déclaré.

Stanley Whittingham. Photo : Fondation VinFuture — Stanley Whittingham. Photo de : *Phuoc Van*

Pour ses travaux sur la première batterie au lithium, le professeur Stanley Whittingham a reçu le prix Nobel de chimie 2019, ex aequo avec le professeur John Goodenough (Université du Texas) et le professeur Akira Yoshino (Université Meijo). Selon la Fondation Nobel, les batteries lithium-ion ont révolutionné la vie humaine depuis leur arrivée sur le marché en 1991, jetant les bases d'une société sans fil et libérée des énergies fossiles. Leur développement a également rendu possible la création des véhicules électriques et favorisé l'essor des communications sans fil.

Il a plaisanté en disant qu'il n'avait plus le temps de vérifier si les batteries au lithium étaient bien « la solution miracle pour sauver la planète » face aux problèmes environnementaux. Song a expliqué qu'il s'était intéressé au développement durable dans les domaines des batteries et de l'environnement tout au long de sa carrière scientifique. La production de batteries doit consommer moins d'énergie, et leur transport sur des milliers de kilomètres d'un pays à l'autre est également très énergivore ; il espérait donc que certaines régions et certains pays puissent produire leurs propres batteries au lithium.

Interrogé sur les batteries au lithium, qui utilisent de nombreux métaux rares susceptibles de s'épuiser, le professeur Stanley Whittingham a déclaré que l'objectif était d'éviter l'utilisation de métaux dont l'extraction minière a recours au travail des enfants. Le nickel reste largement utilisé, et le phosphate, bien que moins coûteux, présente une faible densité énergétique ; c'est pourquoi les chercheurs s'efforcent de le promouvoir. Il a également souligné que l'utilisation efficace des semi-conducteurs permettrait de réduire le nombre de batteries nécessaires. « Il y a dix ans, lorsque nous utilisions des ordinateurs, nous constations souvent une surchauffe de la machine ; aujourd'hui, ce phénomène est rare car les semi-conducteurs des ordinateurs fonctionnent avec une efficacité bien supérieure », a-t-il affirmé.

Stanley Whittingham est actuellement professeur à l'Université de Binghamton, où il travaille depuis 1988. Son groupe de recherche, composé de scientifiques confirmés, est également à la recherche de jeunes chercheurs avec lesquels il souhaite nouer des contacts. Lors de son troisième voyage au Vietnam, il a prodigué deux conseils aux jeunes scientifiques : premièrement, il faut toujours se consacrer à la recherche sur des sujets qui nous passionnent et ne pas trop se focaliser sur l'argent ; deuxièmement, il faut être prêt à investir dans des domaines complexes, à prendre des risques et à ne pas être trop conservateur.

Nhu Quynh

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