Verra-t-on bientôt des batteries pour voitures électriques fabriquées avec du charbon ?

Aux États-Unis, les scientifiques du laboratoire d’Oak Ridge ont trouvé un moyen de transformer le combustible le plus sale qui soit, le charbon, en un composant permettant de fabriquer des batteries pour les voitures électriques. Leur méthode permettrait également de recycler les nombreux déchets issus de l’extraction.

Transformer du charbon en graphite, vraiment ?

On entend souvent parler de lithium, de cobalt ou de manganèse lorsqu’il est question de chimie des batteries. Mais un autre matériau occupe une place encore plus importante : le graphite. Il s’agit en réalité du composant principal pour fabriquer l’anode, la partie de la batterie qui absorbe le courant. En effet, il faut 20 à 30 fois plus de graphite que de lithium pour faire des batteries lithium-ion traditionnelles.

Avec ce matériau, les électrons peuvent se déplacer librement entre les couches, ce qui offre une conductivité électrique intéressante. Il dispose également d’une structure lamellaire qui permet aux couches de glisser facilement les unes sur les autres, créant un effet lubrifiant naturel. Bref, les fabricants de batteries ne peuvent clairement pas se passer du graphite. Problème : la majorité du graphite mondial provient de Chine.

Bien que cela ne soit pas nécessairement un problème en soi, il est préférable d’avoir plusieurs sources d’approvisionnement pour un matériau donné. Notamment pour empêcher un pays de mettre en place des restrictions commerciales, ce qui pourrait avoir une incidence sur les chaînes d’approvisionnement mondiales. Pour tenter de palier ce problème, des chercheurs du laboratoire d’Oak Ridge (ORNL) pensent avoir la solution.

Un matériau adapté aux batteries des voitures électriques

Ils ont trouvé un moyen de transformer un élément dont les États-Unis disposent encore en abondance : le charbon. Ce n’est pas une découverte majeure étant donné que le graphite est une forme de carbone et que le charbon est également composé en grande partie de carbone. Mais le processus mis au point par les scientifiques élimine les impuretés du matériau pour créer un matériau adapté à l’anode d’une batterie.

Il existe d’autres moyens pour créer du graphite synthétique, mais ils nécessitent plus de temps, plus d’argent et des températures très élevées. Selon une analyse réalisée par Prashant Nagapurkar, chercheur à l’ORNL, « si l’électricité est verte, l’ensemble du processus est vert ». Il pense être en capacité de démontrer que « le graphite fabriqué avec du charbon est la forme la plus écologique possible ».

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Mieux encore, le procédé ne fonctionne pas seulement sur le charbon directement extrait du sol, il fonctionne également sur les déchets comme les cendres et les restes issus des extractions du charbon. Environ 100 millions de tonnes de ces restes dangereux sont éparpillés un peu partout aux États-Unis. Bonne nouvelle, ils se trouvent en surface et ne nécessiteront pas d’exploitation minière supplémentaire.

Un moyen de recycler les déchets issus de l’extraction

Ce processus pourrait permettre de recycler ces déchets. Ils estiment que la quantité de résidus de charbon présents dans le pays de l’oncle Sam suffirait à fournir environ 30 % du graphite nécessaire aux batteries des véhicules électriques d’ici à 2050. Ils ajoutent que leur méthode pourrait également permettre de transformer la biomasse (la végétation morte). Ainsi que le pétrole ou d’autres sources polluantes en graphite.

Concrètement, ils sont convaincus de disposer d’une technologie capable de « renforcer les chaînes d’approvisionnement ». Le projet de l’ORNL a été réalisé en collaboration avec Ramaco Carbon. Une société basée dans le Wyoming qui possède plusieurs mines de charbon. Consciente que l’ère du fossile est derrière nous, l’entreprise tente de trouver de nouvelles utilisations pour le combustible qu’elle continue d’extraire.

À première vue, il s’agit d’une recherche très intéressante. Cela permettrait aux pays occidentaux de gagner en indépendance vis-à-vis de la Chine. Mais comme souvent, il est trop tôt pour se faire une idée réelle de l’impact que pourrait avoir cette découverte. Pour que cela soit efficace, il faut une production à grande échelle. Et nous en sommes encore loin. Nous suivrons cela de très près.