Un groupe de chercheurs en Chine vient d'annoncer une nouvelle méthode capable de « revitaliser » les batteries lithium-ion épuisées, ouvrant ainsi la perspective de réduire considérablement la quantité de déchets électroniques des véhicules électriques et la nécessité de produire de nouvelles batteries.
« Ce travail est révolutionnaire car il offre une nouvelle idée pour réutiliser les batteries qui ont atteint la fin de leur cycle de vie », a déclaré le professeur Jiangong Zhu de l'Université Tongji de Shanghai, spécialisé dans les batteries de véhicules électriques et qui n'a pas participé à la nouvelle étude, qui a été récemment publiée dans la revue Nature .
Selon le Programme des Nations Unies pour le développement (PNUD), la quantité de batteries lithium-ion usagées devant être éliminées pourrait grimper en flèche, passant de 900 000 tonnes cette année à 20,5 millions de tonnes d'ici 2040. En tant que leader mondial du déploiement des véhicules électriques, la Chine traite actuellement environ 2,8 millions de tonnes de batteries usagées chaque année, selon Huang Jianzhong, président de l'Association chinoise des technologies d'économie d'énergie électronique.
Face à la perspective d'une augmentation rapide des marchés de consommation et des déchets, le chimiste Yue Gao de l'Université Fudan et ses collègues ont prédit une énorme demande d'élimination des batteries, en particulier des batteries de véhicules électriques.
En règle générale, les batteries des voitures électriques atteignent leur limite d'utilisation (leur capacité tombe en dessous de 80 % de sa capacité d'origine) après huit à dix ans de fonctionnement. Le coût de la batterie représente environ 40 % du coût total du véhicule.
L'équipe de Gao souhaitait trouver une molécule capable de « transférer » des ions lithium dans une batterie déchargée. « Nous n'avions absolument aucune idée du type de molécule capable de réaliser cela, ni de sa structure chimique. Nous nous sommes donc tournés vers l'intelligence artificielle », explique Chihao Zhao, doctorant à l'Université Fudan et membre de l'équipe de Gao.
L'équipe a utilisé un modèle d'IA entraîné sur les lois chimiques, combiné à une base de données de réactions électrochimiques, pour identifier des molécules répondant aux critères suivants : facilité de dissolution dans les solutions électrolytiques et faibles coûts de production. L'IA a ainsi proposé trois candidats, parmi lesquels un sel appelé trifluorométhanesulfinate de lithium (LiSO₂CF₃) a été identifié comme optimal.
Les chercheurs ont testé ce sel lithium-ion en le dissolvant dans une solution électrolytique, le milieu qui permet aux ions de circuler entre les électrodes de la batterie. Gao a comparé cette méthode à l'administration d'une perfusion intraveineuse à un patient. « Si on peut injecter un médicament pour aider un malade à guérir, pourquoi ne pourrait-on pas administrer le même “élixir” à une batterie déchargée ? »
Les résultats ont montré que ce composé pouvait prolonger considérablement la durée de vie des batteries lithium-fer-phosphate (LFP), couramment utilisées dans les véhicules électriques. Une batterie LFP classique peut être chargée et déchargée environ 2 000 fois avant d'être considérée comme « à plat ».
Cependant, en ajoutant une solution électrolytique alors que la batterie était sur le point d'atteindre ce seuil, l'équipe a pu restaurer une grande partie de sa capacité, la laissant fonctionner presque comme neuve. À la fin de l'expérience, la batterie avait atteint 96 % de sa capacité après près de 12 000 cycles de charge-décharge.
Un autre test a montré que cette méthode fonctionne également avec les batteries lithium-ion NMC (nickel, manganèse et cobalt).
L'Université Fudan collabore actuellement avec le fabricant chinois de matériaux pour batteries Zhejiang Yongtai pour commercialiser cette technologie. Gao envisage que cette collaboration débouche sur un système de « stations de recharge de batteries » où les propriétaires de véhicules électriques pourront apporter leurs anciennes batteries pour les reconditionner.
L'idée est « prometteuse », a déclaré Chenguang Liu, professeur à l'Université Xi'an Jiaotong de Liverpool. Il a toutefois souligné que la nouvelle méthode se heurtait encore à certains défis, notamment la compatibilité avec différentes compositions chimiques de batteries et, surtout, la sécurité des batteries ainsi réutilisées.
De plus, la source d'énergie d'un véhicule électrique ne se résume pas à une seule batterie, mais à un système de centaines, voire de milliers de batteries, associées à des systèmes de contrôle thermique et à d'autres composants complexes. « Pour l'instant, nous ne testons que des batteries individuelles ; nous devons donc trouver un moyen d'appliquer ce principe à l'ensemble du parc de batteries », a déclaré Gao.
La méthode de Gao est l’une des approches les plus proches du « recyclage direct » des batteries de véhicules électriques en Chine, selon Hans Eric Melin, directeur général du cabinet de conseil londonien Circular Energy Storage.
Melin affirme que cette approche pourrait avoir un potentiel commercial, même si le marché pourrait être limité, étant donné que les batteries des voitures électriques durent jusqu'à 15 ans. Il souligne également que les blocs-batteries des voitures électriques devraient être repensés pour permettre l'injection d'électrolyte.
« La question est de savoir si les avantages sont suffisamment importants pour justifier le changement de conception, qui pourrait avoir un impact sur les performances globales de la batterie », a-t-il déclaré.
(Vietnam+)
Source : https://www.vietnamplus.vn/tri-tue-nhan-tao-tim-ra-tien-duoc-co-kha-nang-hoi-sinh-pin-da-can-kiet-post1043216.vnp
Comment (0)