Des chercheurs de l'université de Limerick transforment un sous-produit de l'industrie du bois en matériau haute performance pour batteries
De nouvelles recherches pourraient contribuer à l'élaboration d'une nouvelle génération de batteries plus écologiques
Annonces
Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’université de Limerick (UL) a permis d’identifier un nouveau matériau pour batteries issu d’un sous-produit renouvelable de l’industrie du bois, susceptible de contribuer à réduire la dépendance vis-à-vis de matériaux rares et coûteux.
Le professeur Maurice Collins, directeur de la recherche et de l'innovation à la Faculté d'ingénierie de l'UL, Judith Miralda-Jalle, doctorante en science et ingénierie des matériaux à l'UL, et Tadhg Kennedy, maître de conférences au département des sciences chimiques de l'UL
Alan Place
Publiée dans la prestigieuse revue « Advanced Materials », cette étude montre comment le lignosulfonate, un déchet issu des industries de la pâte à papier et du papier, peut être transformé en nanofibres de carbone hautement performantes destinées aux batteries sodium-ion.
Alors que la demande en batteries ne cesse de croître en raison de l’essor des véhicules électriques et des technologies liées aux énergies renouvelables, les scientifiques recherchent de plus en plus des alternatives durables aux batteries lithium-ion. Le sodium est l’un des éléments les plus abondants sur Terre, ce qui fait des batteries sodium-ion une option prometteuse pour le stockage d’énergie de demain.
Les chercheurs de l’UL, en collaboration avec leurs collègues de l’université de Valence, ont mis au point un procédé de chimie verte qui utilise de l’eau à la place de solvants toxiques pour créer des matériaux destinés aux batteries. Ce procédé élimine également le recours aux liants synthétiques et aux additifs couramment utilisés dans la fabrication des batteries.
Le professeur Maurice N. Collins, professeur de science des matériaux à la Faculté d’ingénierie de l’UL et responsable du pôle « Matériaux durables et résilients » à l’Institut Bernal, qui a dirigé l’étude, a déclaré : « Cette recherche montre comment un sous-produit sous-utilisé issu des industries forestière et papetière peut être transformé en un matériau précieux pour les batteries grâce à un procédé simple à base d’eau.
« L’une des avancées majeures de cette recherche a été la découverte que les performances du matériau peuvent être adaptées en contrôlant sa structure à l’échelle nanométrique. En concevant minutieusement la nanostructure du matériau carboné, nous avons pu améliorer l’efficacité avec laquelle les ions sodium sont stockés et libérés pendant la charge et la décharge. »
La première autrice de l’article, Judith Miralda-Jalle, doctorante à l’UL, a déclaré : « Cette étude ne visait pas seulement à créer un nouveau matériau pour batteries, mais aussi à comprendre les principes scientifiques qui le sous-tendent. En étudiant comment la chimie et la structure du carbone évoluaient au cours du traitement, nous avons acquis des connaissances qui peuvent aider à orienter la conception de matériaux plus efficaces et plus durables pour les batteries de demain. »
L’équipe a produit ce matériau en combinant du lignosulfonate avec d’autres ingrédients d’origine naturelle afin de créer des fibres ultrafines. Celles-ci ont ensuite été transformées en structures de carbone avancées, spécialement conçues pour des applications de stockage d’énergie.
Au-delà de son utilisation potentielle dans les batteries, cette recherche pourrait déboucher sur une nouvelle application précieuse pour le lignosulfonate, qui est actuellement un sous-produit industriel sous-utilisé.
Le professeur associé Tadhg Kennedy, codirecteur du centre de recherche sur les batteries AMPEiRE de l’université de Limerick et coauteur de ces travaux, a ajouté : « Ce qui est particulièrement passionnant dans cette recherche, c’est que la durabilité est intégrée à chaque étape du développement du matériau. Nous partons d’un sous-produit industriel abondant, nous le traitons à l’aide d’eau plutôt que de solvants organiques, et nous modifions sa structure interne pour améliorer le stockage du sodium. Cela montre qu’il est possible de concevoir des matériaux de batterie haute performance en tenant compte à la fois des performances électrochimiques et de la responsabilité environnementale. »
Le professeur Collins a souligné le potentiel environnemental de cette recherche.
« Ces travaux démontrent comment des ressources renouvelables peuvent être transformées en matériaux à haute valeur ajoutée tout en soutenant le développement d’une économie plus circulaire et durable, ainsi que l’énorme potentiel des matériaux durables pour soutenir la prochaine génération de technologies de stockage d’énergie », a expliqué le professeur Collins.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Autres actualités du département science
