(Note de la r茅daction : cette 茅quipe fait partie de la deuxi猫me cohorte, qui a re莽u des fonds en 2023. Les 茅quipes de la troisi猫me cohorte seront pr茅sent茅es dans de prochains articles.)
Les batteries sont reconnues comme des 茅l茅ments essentiels dans la transition vers un avenir plus vert. Le secteur des transports repr茅sentant une grande partie des 茅missions de combustibles fossiles 脿 l'茅chelle mondiale, les v茅hicules 茅lectriques (VE) sont consid茅r茅s comme une solution pour d茅carboniser le transport routier. Cependant, les VE sont loin d'锚tre une panac茅e. Les batteries qui alimentent les VE sont g茅n茅ralement compos茅es de grandes quantit茅s de lithium et de cobalt, dont la production n茅cessite une exploitation mini猫re intensive et s'accompagne d'une multitude d'impacts sociaux et environnementaux n茅gatifs.
Compte tenu de ces facteurs, la communaut茅 scientifique est consciente de la n茅cessit茅 de disposer de batteries plus respectueuses de l'environnement, et des chercheurs du monde entier s'efforcent de cr茅er 芦 la 禄 nouvelle batterie. Parmi ces scientifiques figure Yee Wei Foong, doctorant au d茅partement d'ing茅nierie des mat茅riaux de l'universit茅 涩里番. La th猫se de doctorat de M. Foong porte sur le transfert d'茅lectrons dans les mat茅riaux des batteries.
芦 Nous avons en fait d茅couvert une nouvelle fa莽on de stocker les 茅lectrons, ce qui nous a amen茅s 脿 cr茅er une start-up 禄, explique M. Foong.
La nouvelle entreprise fond茅e par M. Foong, VolfLeaf Energy Inc., vise 脿 d茅velopper un nouveau type de batterie capable de stocker autant d'茅nergie que les batteries traditionnelles, mais qui se recharge plus rapidement, est plus simple 脿 produire et plus facile 脿 recycler. En bref, la licorne de la technologie des batteries.
Une solution durable ?
Bien que les batteries soient consid茅r茅es comme une alternative prometteuse aux combustibles fossiles 脿 base de carbone, elles ne sont pas toujours aussi durables qu'elles peuvent le para卯tre. Les batteries des v茅hicules 茅lectriques sont complexes 脿 fabriquer et compos茅es d'une multitude de mati猫res premi猫res diff茅rentes, notamment des min茅raux extraits tels que le lithium, le nickel et le cobalt. La quantit茅 de mati猫res premi猫res n茅cessaires pour chaque batterie de v茅hicule 茅lectrique n'est pas n茅gligeable, car elles p猫sent en moyenne 1 000 livres. Ces mati猫res premi猫res repr茅sentent une grande partie du co没t environnemental de la production des batteries.
L'extraction du lithium, en particulier, est un exemple des impacts environnementaux n茅gatifs associ茅s aux v茅hicules 茅lectriques. L'extraction d'une tonne de lithium n茅cessite environ 1,9 million de litres d'eau. Mais malgr茅 cette empreinte 茅cologique importante, l'extraction du lithium a rapidement augment茅 au cours de la derni猫re d茅cennie pour r茅pondre 脿 la demande croissante de v茅hicules 茅lectriques, la production ayant plus que quadrupl茅, passant de 28 000 tonnes m茅triques en 2010 脿 130 000 en 2022. L'extraction du lithium nuit 茅galement aux sols des zones environnantes et provoque une pollution de l'air et de l'eau qui est pr茅judiciable aux communaut茅s locales et aux 茅cosyst猫mes.
Il en va de m锚me pour le cobalt et le nickel, qui sont utilis茅s en grande quantit茅 dans les batteries des v茅hicules 茅lectriques. L'extraction du cobalt est synonyme d'esclavage moderne, une grande partie de l'approvisionnement mondial provenant d'op茅rations mini猫res 芦 artisanales 禄 non r茅glement茅es et tr猫s dangereuses en R茅publique d茅mocratique du Congo. L'extraction du nickel est 茅galement n茅faste pour l'environnement, car elle produit des 茅missions de dioxyde de soufre et cause une pollution de l'air et de l'eau dans les zones environnantes.
De plus, la composition complexe des batteries entrave le processus de recyclage et ajoute 脿 leur non-durabilit茅.
芦 La difficult茅 du recyclage des batteries r茅side dans l'extraction de tous les m茅taux qu'elles contiennent, ce qui n茅cessite de nombreux traitements m茅tallurgiques. Nous voulons utiliser moins de mat茅riaux, mais des mat茅riaux plus durables, pour fabriquer nos batteries afin de tenter de rem茅dier au probl猫me actuel du recyclage 禄, explique M. Foong.
Nanomati猫res et philosophie de la simplicit茅
Au-del脿 de leur impact environnemental potentiellement n茅gatif, il est utile de comprendre comment fonctionnent r茅ellement les batteries. En termes simples, les batteries sont des conteneurs qui stockent de l'茅nergie. La quantit茅 d'茅nergie qu'elles peuvent stocker d茅pend de la quantit茅 d'茅lectrons qu'elles peuvent contenir. Les batteries conventionnelles utilisent l'intercalation du lithium pour stocker les 茅lectrons.
芦 La quantit茅 d'茅nergie stock茅e d茅pend du nombre d'茅lectrons qui peuvent 锚tre introduits dans le mat茅riau. Ma th猫se de doctorat portait sur l'茅tude des mat茅riaux capables de stocker davantage d'茅lectrons 禄, explique Foong. 芦 Nous avons d茅couvert que lorsque nous utilisons des nanomat茅riaux, ceux-ci sont si petits que les 茅lectrons tentent de se repousser les uns les autres, cr茅ant ainsi une 茅nergie de charge. Nous pouvons donc stocker davantage d'茅lectrons 脿 un potentiel 茅nerg茅tique plus 茅lev茅. 禄
Ses recherches doctorales ont attir茅 l'attention du professeur adjoint Philippe Ouzilleau, expert en nanomat茅riaux au d茅partement de g茅nie minier et des mat茅riaux de l'universit茅 涩里番. Avec le soutien et le mentorat du professeur Ouzilleau, Foong travaille 脿 la cr茅ation d'une batterie plus durable utilisant des nanomat茅riaux pour stocker les 茅lectrons.
芦 Nous voulons cr茅er un produit comp茅titif par rapport aux normes actuelles dans ce domaine, 脿 un co没t et un impact environnemental r茅duits. Nous pouvons y parvenir gr芒ce aux mat茅riaux d'茅lectrode que nous utilisons, qui sont beaucoup plus simples 脿 produire, 脿 fabriquer et 脿 transformer 禄, explique M. Ouzilleau.
VoltLeaf en est encore aux premi猫res 茅tapes de la recherche et du d茅veloppement de sa batterie, et s'efforce de mettre au point un produit brevetable dans les prochaines ann茅es.
Soutien du MIF 脿 VoltLeaf
La technologie de Voltleaf b茅n茅ficie du soutien du Fonds d'innovation de 涩里番 (MIF). Dans le cadre de la deuxi猫me cohorte du MIF, Voltleaf a obtenu un financement de 25 000 dollars au stade 芦 D茅couverte 禄. L'aide du MIF 脿 ce projet ne se limite pas 脿 une contribution financi猫re, car les 茅quipes b茅n茅ficient 茅galement de l'expertise de l'茅cosyst猫me du MIF et travaillent avec leurs propres comit茅s consultatifs de recherche (RAB) 脿 la commercialisation de leur projet.
芦 Je pense que le MIF est vraiment utile, car il organise r茅guli猫rement des r茅unions avec des mentors qui nous conseillent sur des sujets tels que la cr茅ation d'un mod猫le commercial ou la mani猫re de proc茅der pour obtenir des brevets 禄, explique Foong.
Le professeur Ouzilleau et Foong ne sont pas les seuls scientifiques de la communaut茅 脿 travailler 脿 la r茅solution des probl猫mes li茅s 脿 l'utilisation des batteries traditionnelles.
芦 Des milliers de laboratoires travaillent actuellement d'arrache-pied sur les batteries, chacun avec sa propre approche de la prochaine grande innovation. La concurrence est incroyablement rude et la t芒che extr锚mement difficile, surtout lorsque vous 锚tes un petit laboratoire sp茅cialis茅 comme le mien et celui de Yee Wei 禄, a d茅clar茅 M. Ouzilleau.
Malgr茅 les difficult茅s, l'茅quipe a pu tirer parti de sa participation au MIF pour obtenir des financements suppl茅mentaires.
芦 Le financement que nous a accord茅 le MIF nous a aid茅s 脿 lancer le projet, ce qui est essentiel, en particulier pour la R&D dans ce domaine. Cela nous a permis de rencontrer d'autres partenaires et de tirer parti de notre financement pour obtenir davantage de l'University Advancement 禄, explique M. Ouzilleau. 芦 Nous prolongeons le projet de six mois 脿 une bourse postdoctorale compl猫te de deux ans, ce qui n'aurait pas 茅t茅 possible sans le MIF. 禄
