D’après pv magazine International
Des chercheurs allemands ont mis au point une technologie de batterie sodium-ion utilisant un carbone dur issu de la lignine comme électrode négative. Le prototype de cellule de 1 Ah n’a montré aucune dégradation significative après 100 cycles de charge et de décharge.
Les travaux ont été menés par des équipes de l’Institut Fraunhofer pour les technologies céramiques et les systèmes (IKTS) et de l’université Friedrich-Schiller de Iéna, qui ont fabriqué un prototype de batterie sodium-ion utilisant la lignine – un polymère organique complexe présent dans les parois cellulaires des plantes – comme matériau d’électrode.
La lignine est un coproduit abondant de l’industrie du bois et de la pâte à papier. Après transformation, elle présente une bonne conductivité électrique et ses groupes rédox actifs permettent de stocker et de libérer des électrons de manière réversible. Pour les applications de stockage électrochimique, la lignine est généralement carbonisée afin de produire du carbone dur.
L’équipe de recherche a utilisé de la lignine fournie par Mercer Rosenthal GmbH, une entreprise allemande spécialisée dans la production de cellulose, de bioénergie et de produits chimiques biosourcés à partir du bois et d’autres matières premières renouvelables. La lignine a été convertie thermiquement en carbone sous atmosphère inerte, puis transformée en électrodes négatives.
« La structure de ce carbone dur est particulièrement bien adaptée au stockage réversible des ions sodium, expliquent les chercheurs. Le carbone dur présente de hautes performances électrochimiques, une bonne stabilité en cyclage et de faibles coûts d’approvisionnement, en particulier lorsqu’il est issu de matières premières durables. »
À partir de ce matériau d’électrode, les chercheurs ont assemblé des cellules de batterie de 1 Ah, testées au centre d’essais batteries de Fraunhofer IKTS à Arnstadt, sur le site de Fraunhofer IKTS à Hermsdorf et à l’université Friedrich-Schiller de Iéna.
« Après 100 cycles de charge et de décharge, la cellule de laboratoire ne montre aucune dégradation significative. L’objectif est de démontrer 200 cycles pour la cellule complète de 1 Ah d’ici la fin du projet », précise le coordinateur des travaux, Lukas Medenbach, ajoutant que cette technologie de batterie est destinée à des applications de stockage stationnaire ou mobile.
Aucun détail technique supplémentaire n’a été communiqué à ce stade.
Dans un communiqué, Fraunhofer IKTS souligne que « le projet vise à renforcer l’indépendance vis-à-vis des matières premières critiques, tout en favorisant la transition vers des batteries moins coûteuses, plus durables et plus sûres ». Il bénéficie du soutien d’un comité consultatif industriel composé principalement d’entreprises régionales, parmi lesquelles Mercer Rosenthal GmbH, Glatt Ingenieurtechnik GmbH, IBU-tec advanced materials AG, EAS Batteries GmbH, ainsi que Petrochemical Holding GmbH, basée à Vienne.
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