Une avancée dans le recyclage des batteries

Une récente découverte à l’Université Cornell pourrait révolutionner le secteur des véhicules électriques en répondant à une problématique qui soulève de nombreuses questions : que faire lorsque les batteries atteignent la fin de leur cycle de vie utile ?

Les chercheurs affirment qu’il est possible de revitaliser les batteries des véhicules électriques (VE) grâce à un traitement chimique, évitant ainsi les méthodes de destruction par chaleur intense. Cette technique permettrait de restaurer jusqu’à 95 % de la capacité des batteries, tout en réduisant les coûts de recyclage de 56 %.

Qu’est-ce que cela implique ?

Les scientifiques de Cornell ont mis au point une méthode de réparation des batteries, baptisée Régénération Directe Électrode-à-Électrode (DEER). Cette technique vise à récupérer les composants de la batterie dans leur état original, comme l’a rapporté Interesting Engineering.

Ce processus s’attaque à un des principaux problèmes des batteries lithium-ion : au fil du temps, ces cellules développent une couche dense appelée interface électrolytique solide. Cette couche entrave le passage de l’énergie, même si la majorité du matériau de la batterie demeure.

Durant cette procédure, la batterie est ouverte et ses électrodes sont retirées sans être endommagées. Ces composants sont ensuite plongés dans un solvant, le 1,3-diméthyl-2-imidazolidinone, qui élimine les dépôts tout en préservant la structure en dessous. Contrairement aux méthodes traditionnelles qui détruisent les batteries pour en extraire les minéraux, cette approche maintient les parties intactes.

Les résultats de cette recherche, publiés le 9 juin dans Energy and Environmental Science, révèlent que cette technique peut actuellement être appliquée à des batteries qui conservent environ 70-80 % de leur état de santé, une phase souvent associée à leur mise au rebut.

Pourquoi c’est crucial ?

L’usage croissant des véhicules électriques et le développement de systèmes de stockage d’énergie rendent la gestion des batteries retirées de plus en plus importante. Les options actuelles de recyclage sont souvent coûteuses, polluantes et énergivores, dépendant de chaînes d’approvisionnement vulnérables aux perturbations.

Les coûts des batteries influencent largement le prix des véhicules électriques. Si les matériaux des batteries usagées peuvent être réutilisés de manière plus économique et plus proche de leur lieu d’utilisation, cela pourrait réduire les coûts pour les constructeurs automobiles, les fournisseurs de batteries et les utilisateurs.

Les États-Unis manquent d’approvisionnement local en minéraux essentiels pour les batteries et leur capacité de traitement et de recyclage est encore insuffisante. Un procédé qui préserve les composants des batteries pourrait renforcer la chaîne d’approvisionnement nationale tout en diminuant les déchets, en réduisant la consommation d’eau et en diminuant la pollution de l’air.

Cette capacité locale pourrait se révéler particulièrement utile à mesure que les villes, les entreprises et les services publics développent des systèmes de stockage de batteries pour garantir un approvisionnement en énergie durant les pannes, les tempêtes et autres interruptions.

Quelles initiatives sont en cours ?

Loin d’opter pour des méthodes de recyclage destructrices ou d’expédier les matériaux à l’étranger, la technique de Cornell vise à récupérer des pièces utilisables sur place. Cela pourrait accélérer le processus de recyclage des batteries aux États-Unis.

Les chercheurs prévoient maintenant d’adapter la méthode DEER pour des systèmes de batteries plus grands, ainsi que pour traiter d’autres types de dégradations, y compris la perte permanente de lithium. En réussissant cela, davantage de batteries pourraient être restaurées au lieu d’être mises au rebut.

Une meilleure récupération des batteries permettrait de diminuer les coûts et de réduire les déchets, surtout avec l’augmentation de l’adoption des véhicules électriques. Cela renforcerait également les systèmes liés aux véhicules électriques, aux batteries domestiques et au stockage sur réseau sans nécessiter une nouvelle extraction massive de matériaux.

Vibha Kalra, professeur d’ingénierie chimique à Cornell, souligne : « Nous les réparons telles quelles, sans les déchiqueter ni les pulvériser, puis nous les remettons dans une nouvelle batterie. La dissolution permet essentiellement à la batterie de retrouver sa capacité, affichant un taux de récupération de 95 %. Nous réduisons ainsi considérablement la boucle de circularité. »

Abonnez-vous aux newsletters gratuites de TCD pour des conseils pratiques, des astuces intelligentes et la chance de gagner **5 000 dollars** pour des améliorations domiciliaires. Pour découvrir d’autres histoires comme celle-ci, modifiez vos préférences Google ici.

FAQ

Quelle est la durée de vie moyenne d’une batterie de véhicule électrique ?

En général, la durée de vie d’une batterie de véhicule électrique est de 8 à 15 ans, en fonction de l’utilisation et des conditions de charge.

Existe-t-il d’autres méthodes de recyclage des batteries ?

Oui, il existe plusieurs méthodes, notamment la pyrométallurgie, qui implique des températures élevées, et l’hydrométallurgie, qui utilise des solutions aqueuses pour extraire les métaux. Cependant, ces méthodes sont souvent moins durables et plus coûteuses.

Quelles sont les conséquences environnementales des batteries usagées ?

Les batteries usagées peuvent libérer des métaux lourds et d’autres substances toxiques dans l’environnement si elles ne sont pas correctement recyclées, ce qui peut nuire aux écosystèmes et à la santé humaine.

Pourquoi la récupération des batteries est-elle importante pour l’avenir des véhicules électriques ?

La récupération permet de réduire les coûts de production de nouvelles batteries et contribue à un modèle économique plus durable, diminuant la dépendance aux matières premières extraites, souvent en quantités limitées.

Quelles technologies futures pourraient améliorer le recyclage des batteries ?

Des innovations, comme l’utilisation de nanotechnologies et de méthodes de recyclage biologiques, sont en cours de recherche pour rendre le processus de recyclage plus efficace et moins envahissant pour l’environnement.