Les batteries à eau de mer commencent à devenir un réalité tangible avec cette nouvelle découverte coréenne.
Les batteries à eau de mer, ou batteries sodium-ion, offrent une alternative écologique et durable aux batteries lithium-ion. Elles utilisent l’eau de mer comme électrolyte, ce qui réduit l’impact environnemental et les coûts de production. Ces batteries sont non toxiques, ininflammables et nécessitent peu d’entretien, ce qui les rend idéales pour le stockage d’énergie renouvelable. Malgré une densité énergétique inférieure, elles présentent une longue durée de vie et peuvent se décharger presque complètement sans perte de capacité. La Corée du Sud vient de faire une percée intéressante pour cette technologie avec un élément indispensable à son foctionnement : son catalyseur.
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Des chercheurs de l’Institut national des sciences et technologies d’Ulsan (UNIST), en Corée du Sud, sous la direction du professeur Dong Woog Lee viennent-ils de résoudre la quadrature du cercle des voitures électriques : concilier batteries performantes, écologiques ET économiques ? En tous cas, la récente découverte d’un catalyseur performant pour les batteries à eau de mer pourrait constituer un pas décisif pour cet avenir “full electric” qu’on nous promet tant !
Comment ça marche un catalyseur dans une batterie ?
Un catalyseur de batterie est un matériau qui accélère les réactions électrochimiques sans être consommé, améliorant ainsi les performances de la batterie. Dans les piles à combustible, par exemple, les catalyseurs à base de platine ou de métaux non nobles facilitent la conversion de l’hydrogène en électricité. Les électrocatalyseurs réduisent l’énergie nécessaire pour les réactions d’oxydoréduction, augmentant l’efficacité de la batterie. Ils sont essentiels pour optimiser la charge et la décharge des batteries, comme les piles zinc-air.
Comment fonctionne le nouveau catalyseur pour batterie à eau de mer ?
Le catalyseur nouvellement développé combine de l’urée avec des déchets de bois, deux substances largement disponibles et peu coûteuse, montrant une efficacité comparable aux catalyseurs en platine traditionnels. Un avantage notable est que le surpotentiel, c’est-à-dire la tension supplémentaire nécessaire pour amorcer une réaction, était inférieur à celui des catalyseurs au platine.
Le processus de fabrication de ce catalyseur implique le dopage à l’azote de la lignine, un sous-produit représentant 15 à 35 % du bois, issu de la production de papier et de biocarburants. Ce dopage est réalisé en chauffant la lignine à 800°C en présence d’urée, également chauffée à la même température, permettant d’incorporer de l’azote dans la structure de la lignine. Ce traitement modifie les atomes de carbone dans la matrice de lignine, réduisant l’énergie nécessaire pour la décharge électrique.
Implications écologiques et économiques
Ce développement marque un pas vers une approche neutre en carbone dans la production de catalyseurs, remplaçant les métaux précieux coûteux et maximisant l’utilisation des biomasses et des déchets industriels. Selon le professeur Lee, ce catalyseur pourrait être utilisé dans divers systèmes de stockage d’énergie, y compris les batteries métal-air.
Les travaux de l’équipe du professeur Lee démontrent le potentiel de la lignine et de l’urée comme électrocatalyseurs efficaces, pouvant avancer la performance des batteries à eau de mer et soutenir le développement de solutions de stockage d’énergie durables. Cette innovation représente une avancée importante dans le domaine des technologies énergétiques vertes, avec des implications importantes pour l’industrialisation et la commercialisation des batteries à eau de mer.
Source :
Ji Hwan Hong, Inwoo Song, Yoonjong Cho, et al., “N-doped carbonized lignin for electrocatalysts in seawater batteries,” J. Chem. Eng., (2025).
