Les piles de chanvre, meilleures que les piles au lithium

À partir de l’écorce de chanvre, il est possible de produire des batteries pour le stockage de l’énergie qui sont meilleures que le lithium et le graphène, mais avec un coût de production mille fois inférieur à ces derniers. La découverte, faite par l’ingénieur David Mitlin, pourrait également avoir des applications dans le domaine nautique.

Il existe un lien ancien entre le chanvre et le yachting. Tout au long de l’histoire, cette fibre végétale a trouvé de nombreuses applications à bord des bateaux, qu’il s’agisse de la fabrication de voiles et de cordages, de filets de pêche, de drapeaux, de cartes marines et de journaux de bord, ou encore de vêtements et de chaussures de marins. Aujourd’hui encore, la navigation de plaisance fait un usage intensif du chanvre dans le sillage d’une approche de plus en plus verte et durable. Après avoir été utilisé dans la production de coques, de matelas et d’aménagements intérieurs, la prochaine application du chanvre dans la sphère nautique pourrait être liée à l’énergie embarquée.

Récemment, en effet, l’utilisation de cette fibre végétale pour stocker de l’énergie a été développée, un aspect scientifique et pratique jusqu’alors inconnu. Tout a commencé en 2014 lorsque l’ingénieur David Mitlin, de l’Université de l’Alberta, a mené des recherches sur la création d’un nanomatériau issu des déchets de traitement industriel de la plante de chanvre, qui s’est avéré avoir des propriétés similaires à celles du graphène, mais avec un coût de production infiniment plus faible.

Des nanomatériaux de haute performance à partir du chanvre

Le groupe de chercheurs s’est notamment intéressé à l’écorce de la plante : “Il s’agit d’une fibre composée de couches de lignine, d’hémicellulose et de cellulose cristalline”, a expliqué Mitlin lui-même, “qui, traitée de la bonne manière, permet de séparer des nanomatériaux de type graphène”. Ce processus peut être déclenché en chauffant la fibre à 180° C pendant 24 heures, puis en la transformant en panneaux de nanomatériaux poreux qui peuvent être utilisés pour les supercondensateurs, c’est-à-dire ces dispositifs modernes de stockage de l’énergie qui sont bien supérieurs aux dispositifs classiques. Selon Mitlin, on peut faire des choses très intéressantes avec les déchets organiques.

Les peaux de banane, par exemple, peuvent être transformées en un morceau de carbone dense, que nous appelons pseudo-graphite, qui est excellent pour les batteries sodium-ion. Cependant, la fibre de chanvre a une structure différente : elle produit des feuilles avec une surface élevée et cette caractéristique est excellente pour les supercondensateurs.

Mitlin et Smith, des chercheurs amoureux du chanvre

Publiés dans la revue scientifique ACS Nano, les résultats des recherches de Mitlin sur le chanvre sont éloquents : les caractéristiques finales sont équivalentes ou supérieures aux dispositifs commerciaux à base de graphène, à la différence que l’utilisation du chanvre a un coût de production mille fois inférieur à celui du graphène. Plus récemment, Robert Murray Smith, un chercheur indépendant qui, après une carrière d’universitaire et d’industriel, est revenu sur le sujet, se consacrant à des questions qui le passionnent en les relatant sur sa chaîne YouTube suivante.

Après avoir créé un tutoriel dans lequel il décrit comment créer une batterie à partir de chanvre, il a analysé ses caractéristiques en les comparant à celles d’une batterie lithium-ion, pour découvrir que les performances de la première sont nettement supérieures.

Des batteries de motos électriques aux yachts

En attendant, depuis 2018, la société Alternet qui produit des motos électriques utilise les concepts développés par David Mitlin et équipe ses modèles de batteries dérivées du chanvre avec d’excellents résultats. Mais les applications possibles de ces accumulateurs de haute technologie et respectueux de l’environnement pourraient également se situer dans le domaine nautique, où, depuis quelques années, les concepteurs et les chantiers navals expérimentent des batteries hautes performances à bord des bateaux et des yachts comme alternative aux accumulateurs au plomb traditionnels.

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