Une Révolution Énergétique en Vue ?
Avant que la plupart des batteries n’alimentent efficacement le monde en utilisant des ions de lithium pour envoyer un choc à l’anode (ou pôle positif), elles utilisaient des anodes en zinc combinées à du mercure – un métal que nous savons maintenant être mortel.
« Dans bien des cas, la seule chose qui préoccupait vraiment les entreprises de batteries était d’éviter de tuer des gens », déclare Jeff Greene, PDG de Wisconsin Battery Co., ou WinBat pour faire court.
L’utilisation du mercure dans les batteries, interdite en 1996, non seulement nuit à l’environnement lorsqu’il est rejeté dans les voies navigables et la chaîne alimentaire, mais peut également causer des troubles du développement chez les humains et entraîner la mort. Après la découverte des dangers du mercure, les entreprises de batteries ont décidé de passer au lithium.
Les Problèmes du Lithium
Bien que le lithium soit essentiel pour les véhicules électriques et le stockage d’énergie nécessaire pour les énergies solaires et éoliennes, il est associé à de nombreux effets néfastes. Parmi eux, les émissions liées à l’exploitation minière, la contamination possible des eaux souterraines par des métaux lourds, la sécurité énergétique (la Chine contrôlant les deux tiers de la chaîne d’approvisionnement mondiale), le manque de recyclage des batteries au lithium et les préoccupations en matière de droits humains liées à l’exploitation des mineurs dans des pays comme le Zimbabwe et la République démocratique du Congo.
Une Alternative Viable : Le Chanvre
De nombreux scientifiques s’accordent à dire que la meilleure alternative aux batteries au lithium-ion est le sodium, en raison de son faible coût et de son abondance mondiale. Cependant, les ions sodium ne sont pas forcément compatibles avec le graphite, une forme de carbone nécessaire aux anodes des batteries au lithium-ion. C’est là qu’intervient Wisconsin Battery Co. et la plante de marijuana, le chanvre.
« Le chanvre pourrait être la solution qui comble le fossé entre la satisfaction des clients et le respect de l’environnement », affirme Greene.
Basée sur les recherches de Deyang Qu, expert en stockage d’énergie et en énergie renouvelable à l’Université du Wisconsin-Milwaukee, l’entreprise utilisera du carbone dérivé du chanvre. Qu explique que l’utilisation du chanvre permet également d’éviter les problèmes liés aux métaux des batteries au lithium comme le cobalt et le nickel, dont les prix augmentent, obligeant les fabricants américains à investir directement dans des projets d’exploitation minière et de raffinage dans d’autres pays.
L’Importance pour le Wisconsin
Comme tous les autres plans d’énergie propre, celui du Wisconsin inclut le stockage des batteries au lithium-ion, tant au niveau gouvernemental qu’au niveau privé, les services publics de l’État investissant dans des projets de stockage.
WinBat a récemment inauguré une nouvelle installation de batteries à base de chanvre à Portage, reprenant les rênes d’Energizer, qui a fermé l’usine malgré l’opposition de la communauté pour déménager à Singapour et dans une usine non syndiquée en Caroline du Nord.
Energizer a licencié 135 travailleurs à Portage et en licenciera 172 autres en fermant son usine à Fennimore. Lorsque la société mère de WinBat, Sustainable Communities Corp., a appris cela, elle s’est tournée vers Greene, membre de son conseil d’administration avec une expérience en relations gouvernementales et en nouvelles entreprises, et lui a demandé s’il connaissait quelque chose aux batteries.
Ancien lobbyiste pour le cannabis, Greene a entendu parler des bons résultats des batteries à base de chanvre de l’Université de Chicago. Après avoir découvert le développement des batteries à base de chanvre à l’Université du Wisconsin-Milwaukee, il a contacté Qu, dont les recherches sont financées par le Département de l’Énergie.
L’Avenir des Batteries à Base de Chanvre
Avec des plans pour embaucher certains des travailleurs licenciés par Energizer, une installation de 17 millions de dollars en cours de réalisation, 13 prototypes initiaux de batteries à base de carbone de chanvre en développement et une campagne « kill the bunny » à venir, Greene déclare que la question n’est pas de savoir si cela fonctionne, mais si cela peut être mis à l’échelle.
Pour commencer, WinBat s’inspire d’Energizer, qui a inventé la première batterie miniature pour appareils auditifs en 1955, et démarre le développement de ses batteries à base de chanvre avec des appareils auditifs. Greene dit que l’entreprise ne concurrence pas toutes les batteries produites par les fabricants historiques, mais se concentre sur celles qui ont le plus de sens économiquement, tout en testant des facteurs tels que la durée de vie de la batterie et la tolérance à la chaleur et au froid.
Pour financer le développement des prototypes, l’entreprise prévoit d’être rentable avec ses batteries alcalines « low-cost » Equacore l’année prochaine. Une technologie éprouvée, l’alcaline est moins chère que le lithium et a une empreinte carbone plus faible, mais n’est pas aussi robuste car le lithium conserve une charge huit à dix fois plus longtemps. Cependant, l’entreprise projette que ses batteries à base de chanvre surpasseront cela de 300%.
Bien que l’entreprise se lance dans le Wisconsin avec des plans pour embaucher une douzaine de personnes à Portage et éventuellement 200 personnes à Fennimore si elle obtient l’usine, elle n’a pas l’intention de garder la technologie exclusivement ici. WinBat explore des opportunités en Afrique avec un investissement de 5 millions de dollars d’Infinite Power Systems, un fonds de capital-investissement basé en Afrique du Sud.
Un Impact Global Potentiel
« Une fois que nous aurons résolu ce développement, nous pourrons le reproduire où nous le souhaitons », déclare Greene, mentionnant des opportunités potentielles pour des installations au Ghana et en Tanzanie, et pour fournir des batteries à un fabricant de véhicules à trois roues alimentés par énergie solaire au Nigeria.
L’entreprise a des espoirs particuliers pour son prototype de batterie pour véhicules électriques. Greene travaille avec Hoffman Manufacturing, basé à Madison, pour convertir une Delorean de 1982 en un modèle électrique à batterie de chanvre que WinBat espère reproduire. L’usine de Fennimore est particulièrement envisagée car la plus grande installation signifie plus d’espace pour les grandes batteries de stockage d’énergie.
En plus de la batterie à base de chanvre elle-même, l’équipe de Qu travaille également sur des utilisations pour les batteries en lithium et en chanvre recyclées, comme des engrais. Qu dit que les consommateurs ne remarqueront pas la différence en passant des versions quotidiennes des piles AA et AAA, mais au niveau industriel, Greene pense que le changement sera radical.
« Personne ne perturbe le marché », dit-il, en notant que la seule raison pour laquelle les batteries à base de chanvre n’ont pas encore décollé depuis l’avènement de la batterie grand public dans les années 1940 est que l’utilisation de la culture était illégale malgré ses 25 000 usages industriels.
Cependant, bien que le chanvre industriel ait été légalisé dans le Wisconsin en 2018, WinBat a récemment été refusé pour un financement de démarrage par une banque, en raison de la politique du prêteur sur le cannabis. Bien que l’entreprise dispose d’une ronde de financement de démarrage de 5 à 6 millions de dollars, Greene prévoit de proposer prochainement un projet de loi sur le chanvre aux législateurs de l’État, dans l’espoir de « renverser la vapeur ».
« Les fabricants de batteries historiques ne changent pas à moins qu’ils ne soient obligés de le faire », déclare Greene, qui se décrit comme un entrepreneur disruptif. « Nous avons donc l’avantage que les entrepreneurs et les petites entreprises ont d’être les premiers sur le marché. Quand nous commencerons à gagner des millions de dollars, est-ce que je pense qu’Energizer et Duracell seront les deux premières entreprises à frapper à ma porte ? 100 %. »
