Partout dans le monde, la victoire sera à celui qui trouve l’équation un peu magique pour concevoir une batterie capable de coûter peu cher, de se recharger rapidement, de proposer une densité énergétique de premier plan et fabriquée à partir de composants disponibles en abondance. Sacré casse-tête en effet ! Et c’est ce qui explique que les recherches partent véritablement dans tous les sens dans les laboratoires des marques, des universités ou encore des équipementiers.
Jusqu’ici, les batteries des voitures électriques sont composées de lithium, de cobalt ou de manganèse. Et on en annonce bientôt avec du sodium. Cela dit, il y a bien d’autres matériaux ou minerais utilisés dans une batterie. C’est le cas notamment du graphite, un élément essentiel à la fabrication de l’anode, soit la partie qui absorbe le courant. Ce qu’on ne sait souvent pas, c’est qu’il faut de 20 à 30 fois plus de graphite que de lithium pour construire une batterie lithium-ion. Le graphite présente des propriétés particulières qui permettent aux électrons de se déplacer avec beaucoup de liberté, ce qui contribue à une bonne conductivité.
La Chine, encore
Actuellement, le graphite est donc un composant essentiel – et cher – à la fabrication des batteries pour voitures électriques. Mais, problème, il vient exclusivement de Chine, ce qui limite les sources d’approvisionnement et place cette chaîne économique sous haute tension.
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C’est là que sont intervenus des chercheurs américains du laboratoire d’Oak Ridge (ORNL) qui ont découvert un moyen de remplacer ce graphite par... du charbon transformé, une matière bon marché qui se trouve encore en abondance sur terre et qui est assez équitablement répartie sur les territoires. Bon, les chimistes auront noté que graphite et charbon ne sont pas très éloignés, car ils sont tous les deux à haute teneur en carbone. Mais là où les chercheurs ont innové, c’est avec un nouveau processus de purification du charbon qui permet de se débarrasser de toutes les impuretés et de répondre aux caractéristiques du graphite utilisable pour une anode.
Une bonne formule ?
Cette découverte est intéressante, car elle permettrait de se passer de graphite et même de graphite synthétique qui nécessite du temps et beaucoup d’argent à être produit en raison de processus nécessitant des températures très élevées – donc très émettrices de CO2. Les chercheurs sont en tous cas convaincus de leur trouvaille et ils estiment que le graphite fabriqué avec du charbon constitue « la forme la plus écologique possible ».
Mais il y a mieux encore. En effet, le processus de purification du charbon mis au point ne fonctionne pas uniquement sur des matières fraîchement extraites, mais aussi sur des déchets, comme des cendres ou des résidus issus de l’extraction. Ce qui permettrait d’économiser bien de la matière puisqu’on estime que ces déchets sont équivalents à 100 millions de tonnes, rien qu’aux États-Unis. Selon les projections, rien que la réutilisation et le traitement des déchets permettraient de couvrir 30% des besoins en graphite pour les batteries d’ici à... 2050 ! Car, oui, il faudra encore patienter, le temps que la chaîne de valeur économique puisse se mettre en place. Le processus des chercheurs est en tout cas prometteur, d’autant que ceux-ci soutiennent aussi qu’il peut être mis en œuvre avec de la biomasse. N’allons toutefois pas trop vite. Commençons avec le charbon qui pourrait déjà nous affranchir un peu de la Chine. Par les temps qui courent, ce n’est jamais mauvais à prendre.
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