Les scientifiques de l’université Rice aux États-Unis ont mis au point une méthode révolutionnaire pour recycler les batteries lithium-ion. Grâce à une technique de séparation magnétique et au chauffage par effet Joule, ils atteignent un rendement de récupération de 98 %.
Environnement : le recyclage des batteries repensé par des chercheurs
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Publié le 29 juillet 2024 à 15h30
Le recyclage des batteries, un défi environnemental
Les batteries lithium-ion sont omniprésentes, surtout dans les véhicules électriques (VE), dont l'utilisation ne cesse de croître. Cependant, leur recyclage pose un sérieux problème environnemental. Les techniques traditionnelles, souvent coûteuses et énergivores, se révèlent inefficaces. Elles consistent à décomposer les matériaux de batterie en utilisant des processus thermiques ou chimiques, qui ont un impact environnemental significatif. James Tour, professeur de chimie et de science des matériaux à l'Université Rice aux États-Unis, souligne l'urgence de développer des méthodes de recyclage durables.
Pour relever ce défi, l'équipe de recherche de l'Université Rice a mis au point une méthode innovante, utilisant le chauffage par effet Joule (FJH). Cette technique consiste à faire passer un courant électrique à travers un matériau moyennement résistant pour le chauffer rapidement à 2 500 Kelvin en quelques secondes. Ce procédé crée des caractéristiques uniques, comme des coquilles magnétiques et des structures de noyau stables, facilitant ainsi la séparation et la purification des matériaux des batteries usagées.
Des résultats prometteurs
Les résultats obtenus avec cette méthode sont impressionnants. Les chercheurs ont réussi à récupérer 98 % des métaux de batterie tout en préservant la structure et la fonctionnalité des matériaux. Notamment, les cathodes de batterie à base de cobalt, qui sont souvent associées à des coûts financiers, environnementaux et sociaux élevés, ont montré une magnétisation inattendue dans les couches externes de spinelle d’oxyde de cobalt. Cette caractéristique a permis une séparation facile et efficace des matériaux, réduisant ainsi significativement les impuretés métalliques.
Cette avancée technologique pourrait littéralement changer le recyclage des batteries lithium-ion, rendant le processus plus écologique et économique. En facilitant la séparation et la purification des matériaux de batteries usagées, cette méthode pourrait jouer un rôle important dans la production plus durable des véhicules électriques. Comme l'affirme James Tour, « La structure en vrac des matériaux de batterie reste stable et est prête à être reconstituée en nouvelles cathodes. » Le soutien de l'Air Force Office of Scientific Research, de l'US Army Corps of Engineers ERDC et de la Rice Academy Fellowship a été déterminant pour cette recherche.