Rejetées puisqu’avariées, elles connaitront finalement leur heure de gloire. L’Institut de Technologie de Karlsruhe (KIT) a réorienté ces fruits pourris vers une meilleure destinée en les utilisant pour construire des batteries à sodium-ion bon marché et à haute performance.
Les pommes sous-dimensionnées, mal formées ou simplement irrégulièrement colorées sont souvent rejetées après la récolte et vont directement aux déchets, car elles se gâtent trop rapidement même pour être utilisées comme aliment pour le bétail.
L’équipe de l’Institut de Technologie de Karlsruhe, dirigée par le Professeur Stefano Passerini et le Dr Daniel Bucholz, a toutefois trouvé un moyen de réutiliser ces pommes en les asséchant et en exploitant leur teneur en carbone de 95 % pour créer du «carbone dur» – une électrode peu coûteuse mais très performante.
Les batteries sodium-ion, en revanche, sont beaucoup moins chères, étant fabriquées à partir de matériaux abondants et verts
Leur anode à base de carbone possède une capacité spécifique de 230 mAh/g et présente une faible dégradation même après 1 000 cycles de charge et de décharge. L’efficacité de l’électrode s’est stabilisée à un niveau très élevé de 99,1% selon l’unité de mesure coulomb qui a mesuré la facilité avec laquelle la charge peut traverser.
Les chercheurs ont également développé une cathode plus performante et plus verte pour leur batterie. En empilant plusieurs couches d’oxydes de sodium les uns sur les autres, ils ont obtenu un matériau ayant des performances comparables aux cathodes lithium-ion mais qui conservaient 90,2% de la charge après 600 cycles et présentaient une efficacité impressionnante de plus de 99,9%.
Il est vrai que les batteries au lithium-ion déploient une énergie élevée surtout dans les systèmes de petite taille, mais elles contiennent aussi des matériaux coûteux et dangereux comme le cobalt. Les batteries sodium-ion, en revanche, sont beaucoup moins chères, étant fabriquées à partir de matériaux abondants et verts, et s’approchent de la performance de leurs homologues.
« Les batteries au sodium-ion sont environ 20 % moins performantes que le lithium pour environ 20 % moins de coût sur la base de kWh », soutient le Professeur Passerini. « Nous aimons penser que de nouveaux matériaux cathodiques performants peuvent être développés ainsi que ceux pour les batteries au lithium-ion. Les batteries Sodium-ion ne sont pas encore produites à l’échelle commerciale, mais, le carbone dur semble être le matériau d’anode le plus prometteur, car il est bon marché. »
Dans un proche avenir cependant, cette avancée pourrait trouver une utilisation dans le stockage en grille et, ultérieurement, rivaliser avec les cellules de lithium-ion pour alimenter le marché de l’électronique portable et les voitures électriques bas de gamme.
