De la vanilline pour des batteries de stockage d’électricité plus écologiques

Utiliser de la vanilline pour réduire l’empreinte environnementale des batteries pourrait prochainement être possible. C’est la découverte qu’ont fait des chercheurs de l’Université technologique de Graz, en Autriche. Les résultats de leur étude ont fait l’objet, l’été dernier, d’une publication dans la revue Angewandte Chemie. Ils révèlent que la vanilline, composant principal de l’arôme de vanille, est un bon électrolyte pour les batteries de stockage d’électricité.

Ainsi, les découvertes effectuées par ces chercheurs pourraient permettre de réduire l’empreinte écologique des batteries lithium-ion, et de celles des parcs solaires et éoliens. Pour l’instant, leurs travaux n’ont été réalisés qu’en laboratoire. Des tests complémentaires devront être faits pour valider que le procédé peut être répliqué pour une commercialisation à grande échelle.

Des batteries redox flow pour jusqu’à 800 mégawatt-heure

Grâce à cette découverte, il sera peut-être prochainement possible de remplacer les électrolytes classiques qui se trouvent habituellement dans les batteries à flots circulants, ou redox flow. Pour cela, la vanilline remplacerait le vanadium, un métal rare qui se distingue par sa faible sensibilité à la corrosion. Son rôle est d’assurer l’oxydoréduction, procédé grâce auquel l’électricité est générée ou stockée par une batterie. Mais plusieurs problèmes lui sont liés. Premièrement, ce matériau provient de mines d’extractions de terres rares qui se trouvent en Afrique du Sud, en Russie, ou encore en Chine. Deuxièmement, ce métal est extrêmement corrosif pour les autres composants des batteries.

Pour ces chercheurs, le coût environnemental de ces batteries redox flow est une incohérence. C’est pourquoi ces derniers estiment qu’« une capacité de stockage d’énergie à grande échelle est essentielle pour compenser l’inadéquation entre la production et la demande d’énergie verte ». Ils déplorent également le fait que « le stockage durable de l’énergie verte n’a pas été une préoccupation majeure » pour les acteurs du stockage de l’électricité.

Selon Stefan Spirk, professeur à l’Institut des bioproduits et de la technologie du papier de l’Université de Graz et auteur principal de l’étude, les batteries redox flow composées de vanilline permettent une capacité de stockage qui pourrait aller jusqu’à 800 mégawatt-heure (MWh). De ce fait, il considère que cette solution est susceptible de favoriser le déploiement des énergies renouvelables. Il affirme également que ce type de batterie serait aussi adapté aux générateurs de secours des hôpitaux et aux centrales électriques.

De la vanilline créée à partir de la lignine

Pour produire la vanilline nécessaire pour la confection des batteries, nul besoin d’accaparer toutes les gousses de vanille du marché. « Il est possible d’utiliser les déchets de l’industrie du papier pour produire de grandes quantités de vanilline » affirme Stefan Spirk. Le scientifique fait référence à la lignine, une biomolécule naturellement présente dans le bois. Chaque année, l’industrie papetière en produit entre 50 et 100 mégatonnes. Et 98 % de cette production annuelle est incinérée. La solution proposée par l’équipe de Stefan Spirk serait alors une bonne solution pour offrir un débouché à une matière largement inexploitée.

L’obtention de vanilline à partir de lignine repose sur un procédé maîtrisé par les scientifiques. « Nous avons oxydé la lignine en vanilline grâce à des procédés chimiques respectueux de l’environnement » explique le principal auteur de l’étude. Ce n’est pas la première fois que des scientifiques tentent de trouver un moyen de remplacer le vanadium. En 2014, des chercheurs de l’Université de Harvard (États-Unis) avaient fabriqué des batteries redox flow à partir de quinones. Mais le procédé a été jugé difficile à commercialiser à grande échelle.