La batterie au CO2

Le dioxyde de carbone que rejettent en masse les industries et les véhicules roulant aux énergies fossiles risque de nous tuer littéralement à petit feu, alertent depuis des décennies les scientifiques qui analysent les dérèglements du climat. Avec l’objectif de réduire les émissions de gaz à effet de serre, des chercheurs américains ont conçu un nouveau type de batterie électrique utilisant le CO2 dégagé par les cheminées d’usines, comme réactif dans des accumulateurs à base de lithium afin de stocker les productions de courant.

Une batterie au lithium pourrait utiliser le dioxyde de carbone avant même que celui-ci n'atteigne notre atmosphère. David Becker/Getty Images/AFP

La maison brûle, estimaient encore récemment 15 000 spécialistes du climat. « Si les émissions de carbone dans l’atmosphère continuent d'augmenter au rythme actuel, 74 % de la population mondiale sera exposée à des vagues de chaleur potentiellement mortelles d'ici à 2100 », révèlent leurs rapports « Et si ce satané CO2, devenait la matière première des batteries électriques de demain ? » ont imaginé les chercheurs américains de l’Institut des technologies du Massachussetts. Rappelons comment fonctionnent nos batteries High-Tech.

Elles sont composées de plusieurs éléments, nous trouvons l’électrolyte, dans laquelle règne en maître le lithium. C’est ce métalloïde qui stocke et délivre la force électrique entre les électrodes, dont l’une se nomme l’anode, l’autre la cathode. Les ions lithium se déplacent d'une électrode à l'autre pendant les cycles de charges et de décharges. L’anode des batteries est généralement en graphite, un minéral naturel de carbone. Alors pourquoi ne pas utiliser directement du CO2 à la place du graphite dans une batterie ?  Échec assuré évidemment ! Car il s’agit dans ce cas d’une histoire de désamour. Le courant ne passe pas en quelque sorte, entre le dioxyde de carbone, gaz peu réactif, et les ions lithium.

Par ailleurs, pour convertir en composé solide le CO2, il faut passer par des processus chimiques complexes et onéreux. Difficile dans ces conditions d’utiliser ce gaz comme électrode pour nos batteries. Alors comment faire ? Les chercheurs américains ont expérimenté un procédé pour transformer le dioxyde de carbone facilement en carbonate minéral à moindres frais et en quantité industrielle. En ajoutant un adjuvant au CO2 que dégagent les cheminées d’usines, leur prototype de batterie pourrait le convertir en continu en carbonate minéral. Leur méthode consiste à mélanger au dioxyde de carbone, préalablement liquéfié, une solution aqueuse d’amines qui est un composé organique dérivé de l'ammoniac et dont au moins un atome d'hydrogène a été remplacé par un groupe carboné.

Bingo ! Le CO2 ainsi pré-activé se comporte comme une électrode en graphite, étant transformé continuellement en carbonate minéral assurant la circulation des ions lithium. Après des mois de tests, les scientifiques du MIT estiment que leur procédé permettra de limiter fortement les émanations de gaz à effet de serre dans l’atmosphère en piégeant à la source les émissions de CO2. En revanche, la durée de vie de leur batterie n'excéderait pas les 10 cycles de charge et de décharge. « Nous sommes encore loin d’un déploiement commercial » précisent les chercheurs qui restent cependant confiants. Ils rêvent déjà à la production en série de batteries électriques pré-chargées et directement fabriquées par la fumée des cheminées d’usines ou à des voitures thermiques « zéro rejet » qui rouleront à la fois au tout électrique et aux gaz à effet de serre.

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