Les carapaces de crabe pourraient contribuer à alimenter la prochaine génération de batteries rechargeables
Ces travaux pourraient contribuer à la mise au point de technologies de batteries plus durables
Quiconque a déjà dégusté des pattes de crabe ou des queues de homard fraîches peut témoigner de la difficulté qu'il y a à se débarrasser de leur carapace coriace. Mais au lieu de les jeter, les chercheurs "recyclent" ces carapaces pour en faire des matériaux poreux, remplis de carbone, aux utilisations très variées. Aujourd'hui, une équipe dont les travaux sont publiés dans ACS Omega a utilisé ce "carbone crabe" pour créer des matériaux d'anode pour les batteries sodium-ion, un concurrent prometteur des batteries lithium-ion.
Les carapaces de crabe pourraient être "recyclées" pour contribuer à la fabrication de nouveaux matériaux pour les batteries (image symbolique).
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Les batteries lithium-ion sont devenues omniprésentes ces dernières années, alimentant les téléphones, les voitures et même les brosses à dents. Mais comme la quantité de lithium métal dans le monde est limitée, certains chercheurs se sont tournés vers ses "cousins chimiques". Des chercheurs ont déjà créé une batterie zinc-ion biodégradable en utilisant la chitine contenue dans les carapaces de crabe. Mais ces déchets pourraient également être transformés en "carbone dur", un matériau qui a été étudié comme anode possible pour les batteries sodium-ion. Bien que chimiquement similaires au lithium, les ions sodium sont plus gros et donc incompatibles avec l'anode d'une batterie lithium-ion, qui est généralement constituée de graphite. Lorsque le carbone dur est combiné à des matériaux semi-conducteurs métalliques, tels que les dichalcogénures de métaux de transition (TMD), le matériau peut devenir une anode de batterie réalisable. Yun Chen, Yue Zhao, Hongbin Liu et Tingli Ma ont donc voulu étudier comment deux TMD différents - le sulfure d'étain et le sulfure de fer - pouvaient être combinés avec du carbone dur fabriqué à partir de carapaces de crabe pour créer une anode de batterie sodium-ion viable.
Pour fabriquer leur "carbone de crabe", les chercheurs ont chauffé des carapaces de crabe à des températures supérieures à 1 000 F. Ils ont ensuite ajouté le carbone à une solution de sulfure d'étain (SnS2) ou de sulfure de fer (FeS2), puis les ont séchés pour former des anodes. La structure poreuse et fibreuse du charbon de crabe offre une grande surface, ce qui améliore la conductivité du matériau et sa capacité à transporter efficacement les ions. Lors des tests effectués sur un modèle de batterie, l'équipe a constaté que les deux composites avaient une bonne capacité et qu'ils pouvaient tenir pendant au moins 200 cycles. Selon les chercheurs, ces travaux pourraient permettre de recycler d'autres déchets et contribuer à la mise au point de technologies de batteries plus durables.
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