Place aux piles rechargeables fabriquées à partir du bois
Pieuvre.ca
La communauté scientifique pourrait bien être sur le point de développer de nouvelles piles rechargeables ne nécessitant plus l’exploitation coûteuse des terres et métaux rares. Des chercheurs polonais et suédois ont en effet réussi à mettre au point une cathode – l’une des principales parties d’une pile – à l’aide de produits dérivés ligneux provenant de l’industrie des pâtes et papiers, ce qui ouvre la porte à des piles moins dangereuses et plus abordables.
Grzegorz Milczarek et Olle Inganäs ont ainsi combiné des dérivés ligneux (tirés du bois) à un polymère connu sous le nom de polypyrrole pour construire leur cathode nouveau genre. Leur recherche, dont les résultats sont publiés dans le journal Science, pourrait tirer partie du nombre effarant de plantes qui poussent déjà sur notre planète, ces plantes étant composées de 20 à 30 pour cent de lignine.
Au dire de M. Inganäs, il s’agit ainsi d’un matériau de faible valeur, présentement utilisé à des fins de combustion. Les piles lithium-ion, actuellement utilisées dans les ordinateurs portables et les téléphones intelligents, entre autres, nécessitent quant à elles des oxydes métalliques et certains de ces matériaux, comme le cobalt, sont plutôt rares. Il est également possible de soulever le cas du coltan, l’une des composantes des appareils électroniques portables, dont l’exploitation entraîne souvent la mise en quasi-esclavage de certaines populations d’Afrique et l’éclatement de conflits armés pour le contrôle des mines et des gisements.
La lignine, quant à elle, est le deuxième polymère le plus produit par la nature au sein d’un organisme vivant, le premier étant la cellulose. Les dérivés de ce produit peuvent être trouvés en abondance dans la « liqueur brune », le résidu de la fabrication du papier.
« Lorsque le bois est traité pour en faire du papier, la lignine est extraite pour ne conserver que la cellulose, explique M. Inganäs. Cela laisse un résidu liquide brun ou noir, selon la méthode chimique utilisée.
Comme le démontrent les deux chercheurs dans leur étude, les capacités d’isolation électrique de tels produits dérivés de la lignine peuvent être combinés à la conductivité du polypyrrole pour créer un matériau composite qui peut contenir une charge électrique.
Les deux scientifiques décrivent par ailleurs de quelle manière une catégorie de composés organiques du nom de quinones permettent aux produits dérivés de la lignine de se débarrasser d’un proton pour emmagasiner cette charge électrique à la place. Le polypyrrole est ainsi en mesure de conserver ce proton jusqu’à ce que la charge soit relâchée et que le proton retrouve sa place au sein du groupe de quinone.
Ces piles rechargeables demeurent malgré tout limitées pour l’instant, selon les chercheurs, puisqu’elles perdent lentement leur charge électrique lorsqu’elles ne sont pas utilisées. Les deux hommes estiment toutefois que leur procédé laisse largement place à l’amélioration et l’optimisation, ce qui peut laisser présager d’un nouveau genre de pile beaucoup plus facile à produire, et beaucoup moins dangereux pour l’environnement.
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