Innovation / Batteries – Le manganèse et les autres éléments prendront-t-ils la place du cobalt ?

Des chercheurs américains ont donc mis au point une batterie qui recourt à des métaux autres que le cobalt qui assure une bonne stabilité et la longévité. En revanche le cobalt est à la fois de plus en plus rare, cher et particulièrement néfaste pour l’environnement. Le cobalt est généralement un sous-produit de l'exploitation du cuivre et du nickel, mais plus de 50% de la production mondiale est concentré au Congo où il est extrait à la main, souvent par des enfants.

Un matériau de substitution

Les scientifiques de l'Université de Californie à Berkeley ont développé une batterie qui n'utilise plus de cobalt mais d'autres métaux dont du manganèse. Dans cette nouvelle élaboration, les cathodes possèdent une densité énergétique jusqu'à 50% supérieure avec une batterie au lithium. L’étude est très sérieuse car elle est parue dans la revue Nature.

Chimie au manganèse

L'ingénieur Gerbrand Cedar de l’université de Berkeley explique que « pour la première fois, nous avons trouvé un élément bon marché rendant capable l’échange des électrons dans les batteries. Dans la génération actuelle de batteries, les ions de lithium sont stockés sur la cathode (le pôle négatif) qui présentent une structure en couches. Dans ce cadre, le cobalt est indispensable, car il assure le maintien de cette structure et contribue au bon flux d'électricité ». Or Cedar a découvert que les cathodes peuvent également offrir une très haute densité d'énergie sans cette structure en couches. Son étude a montré que le manganèse, un matériau bon marché et non rare, semble très approprié pour cela.

Réduire l’utilisation de cobalt

Selon Gerbrand Cedar, cette découverte permettra de réduire la dépendance au cobalt. « Nous avons joué avec plusieurs éléments de la table périodique des éléments. Grâce à un certain processus, les scientifiques ont utilisé une grande quantité de manganèse pour les cathodes qui contiennent du coup aussi plus d'ions de lithium ». Certes, la technologie devra encore être prouvée et testée, mais cette étude promet des avancées significatives puisqu’elle montre qu’on peut utiliser tous les éléments de la table périodique et que la structure en couches des cathodes n'est pas essentielle.