Une batterie fabriquée avec de l’eau et du bois est désignée découverte scientifique de l’année 2020 par les lecteurs de «Québec Science»

Depuis maintenant 28 ans, le magazine Québec Science poursuit la tradition: chaque automne, un jury de chercheurs et de journalistes sélectionne les 10 découvertes québécoises les plus impressionnantes de la dernière année et le public est ensuite invité à voter pour celle de son choix. Cette année, c’est la recette novatrice trouvée par des chimistes et des physiciens pour fabriquer à moindre coût une batterie aux ions de lithium plus sécuritaire et plus verte qui a obtenu la faveur des lecteurs.

Les espoirs de la transition énergétique reposent en grande partie sur les batteries aux ions de lithium. Leur capacité à stocker l’énergie pourrait propulser la production d’électricité par des sources renouvelables irrégulières comme le vent et le soleil. Mais il y a une ombre au tableau: leur conception nécessite des produits néfastes pour la santé, la sécurité et l’environnement.

Des scientifiques de l’Université de Montréal ont uni leurs efforts pour faire cohabiter deux composantes qui à priori n’étaient pas compatibles dans une batterie aux ions de lithium: la carboxyméthylcellulose (CMC), un liant issu des résidus forestiers, et un électrolyte à base d’eau. En effet, la CMC est soluble dans l’eau.

Steeve Rousselot et ses collègues du Laboratoire de chimie et électrochimie des solides de l’UdeM ont fait appel à leurs collègues de la Chaire de recherche du Canada en physique des plasmas hautement réactifs qui expérimentaient l’effet du plasma sur du bois et de la cellulose. On obtient un plasma après avoir soumis un gaz, comme de l’hélium, à une tension électrique. La matière devient instable et change d’état, comme c’est le cas dans une aurore boréale ou un éclair. «Avec cette énergie importante, on peut former certaines liaisons entre atomes et molécules qui seraient très difficiles à reproduire en chimie classique et ainsi créer de nouveaux matériaux», souligne Jacopo Profili, physicien et auteur principal de l’article.

L’équipe est parvenue à concevoir un revêtement de plasma qui repousse l’eau tout en laissant passer les ions de lithium pour charger et décharger la batterie.

Bonne nouvelle: l’équipement pour obtenir le plasma s’intègre facilement à une chaîne de production industrielle. Cette batterie se révèle tout indiquée pour stocker l’énergie d’éoliennes ou de panneaux solaires. Son avantage est de taille: elle ne risque pas de prendre feu ou d’exploser ni d’entraîner le déversement de produits chimiques dans la nature, en plus de promettre un recyclage plus simple en fin de vie.