Les scientifiques ont inventé un procédé permettant de créer une anode à partir de coquilles de crustacés.
Cette découverte pourrait aider à concevoir des batteries plus durables et bon marché.
La plupart d’entre nous savent déjà que les coquilles de crustacés ont des utilités dans des domaines telles que la médecine, la biotechnologie ou encore l’agriculture. Justement, une équipe de scientifiques a récemment publié une étude décrivant l’invention d’une anode à base de carapaces de crabe dans la revue ACS Omega. L’élément central sur lequel s’est portée la recherche est le chitosane. Ce dernier est un dérivé de la chitine polysaccharidique qui est présente non seulement dans les exosquelettes de certains insectes, mais aussi dans les coquilles des crustacés. Dans le cadre de la nouvelle expérience, les chercheurs ont transformé des déchets de coquilles de crabe en carbone dur. Ils pensent que leur découverte pourrait conduire à l’invention d’un nouveau type de batterie plus respectueuse de l’environnement et moins coûteuse à fabriquer que les modèles actuels à base de lithium.
Une anode à base de déchets organiques
Selon les explications des auteurs de l’étude, le carbone dur issu des carapaces de crustacés peut servir d’anode à un accumulateur sodium-ion. Pour vérifier cela, l’équipe a chauffé les carapaces de crabe à une température de plus de 500 °C. Ils ont ensuite ajouté du sulfure d’étain (SnS 2) ou du sulfure de fer (FeS 2) à la solution. Avec cette combinaison, ils ont pu fabriquer une anode sodium-ion, c’est-à-dire l’élément qui constitue la borne positive de la batterie. Même si les ions sodium possèdent des caractéristiques chimiques proches de celles du lithium, ils sont un peu plus volumineux. Ce qui nécessite l’utilisation d’une anode avec des propriétés différentes de celles en graphite.
Des centaines de cycles de recharge
En optant pour des coquilles de crabe comme ingrédient de base de l’électrode positive de leur accumulateur, les chercheurs Yun Chen, Yue Zhao, Hongbin Liu et Tingli Ma ont réussi à changer la donne. Celles-ci ont permis de créer une anode plus poreuse et fibreuse, qui offre une bonne conductivité des ions de sodium. D’après les essais menés en laboratoire, les batteries au sodium utilisant ce type d’électrode offrent au moins 200 cycles de recharge stables. Cela peut paraître insignifiant, mais les scientifiques ne veulent pas en rester là. Ils comptent poursuivre leur travail afin d’améliorer le rendement de leur batterie.
Une pénurie de lithium dès 2025 !
Notons que cette étude n’est pas la première à mettre en avant le potentiel du chitosane comme composant des batteries électriques. Plusieurs mois auparavant, une autre équipe avait proposé une solution consistant à utiliser un gel électrolyte dérivé du chitosane pour faire fonctionner une batterie à base de zinc. Les résultats sont tout aussi surprenants… Le monde subit depuis plusieurs années une forte carence en matières premières. Et malheureusement, la situation ne fait qu’empirer. En 2022, le Forum économique mondial a sorti un rapport soulignant la baisse de la production des mines de lithium. Les experts prédisent d’ailleurs une forte rareté de ce métal à partir de 2025. En outre, les pays disposant d’importantes réserves de cet élément chimique sont exposés à un risque élevé de sécheresse en raison des besoins importants en eau nécessaires à son extraction.
Plus d’informations : pubs.acs.org