Du bois dans les futures batteries des drones et des smartphones ?
Le bois transformé pourrait-il un jour remplacer les batteries lithium-ion comme source d’énergie pour les appareils électriques ? L’entreprise Nippon Paper a réalisé de premiers essais encourageants pour développer une batterie à base de pâte de bois, rapporte Nikkei Asia. Une innovation qui pourrait bien contribuer à soulager la demande de métaux rares, car les batteries classiques regorgent d’éléments chimiques, comme le
cobalt, le lithium et le nickel.
Ce producteur de papier japonais a réussi à allumer pendant quelques secondes une ampoule électrique grâce à une batterie faite à base de pâte de bois, laissant entrevoir la possibilité d’utiliser à l’avenir ce type de matériau à l’intérieur de nos smartphones par exemple.
Même si l’ampoule n’a fonctionné que pendant 7 secondes à peine, Nippon Paper a déjà bon espoir d’augmenter la capacité de sa batterie au point de pouvoir alimenter des drones à l’horizon 2023. Ce serait un véritable tournant technologique et environnemental si cela venait à se réaliser.
Des fibres de cellulose de l’ordre nanométrique
L’expérience réalisée dans le laboratoire de Nippon Paper, au Japon, est la suivante : une petite ampoule a émis une forte lumière lorsque les fils de la batterie à base de pâte de bois y ont été connectés. La batterie est composée de nanofibres de cellulose d’un diamètre de 3 nanomètres. Les nanofibres sont raffinées à partir de la pulpe de bois, puis transformées en fines pellicules séparées par une feuille d’aluminium, qui sert d’électrode, précise Nikkei Asia.
Si ce matériau est déjà utilisé dans certains industries, comme les additifs alimentaires, Nippon Paper pense pouvoir l’utiliser pour améliorer les supercondensateurs et ainsi remplacer les batteries lithium-ion. Contrairement aux batteries lithium-ion actuelles, les chercheurs travaillant pour Nippon Paper ont découvert que les batteries à base de pâte de bois ne se détériorent pas, même après des millions de charges et de décharges d’électricité. Mais les deux systèmes sont pour l’instant difficilement comparables. Dans les deux expériences réalisées jusqu’alors, la batterie en pâte de bois a démontré des capacités équivalentes à un 200ème et un 20ème de celles des batteries lithium-ion, note Nikkei Asia.
La difficulté pour la firme japonaise est de développer une technologie permettant de transformer les nanofibres en feuilles d’épaisseur égale et d’éviter qu’elles ne brûlent. La société nippone devrait également s’associer à des fabricants de batteries et d’équipements pour développer de telles technologies.
Bientôt un prototype de batterie pour drones ?
Au cours de l’exercice 2022, Nippon Paper étudiera la forme optimale et la meilleure méthode de transformation des nanofibres de cellulose en film mince. Le principal défi de l’entreprise consiste à améliorer considérablement la capacité de stockage de la batterie avant qu’elle ne puisse être utilisée en situation réelle.
La société prévoit de produire un prototype de batterie pour alimenter de petits drones au cours de l’exercice 2023 et de commencer la commercialisation à grande échelle après avoir présenté la technologie à l’exposition universelle de 2025 à Osaka.
Plus difficile d’imaginer, en revanche, que le bois puisse être un jour en mesure d’alimenter de plus gros engins consommateurs comme les véhicules électriques. Pourtant, à terme, Nippon Paper espère placer les blocs d’alimentation en pâte de bois dans les véhicules électriques en lieu et place des batteries lithium-ion.
