Il y a plus de 1,4 milliard de voitures dans le monde aujourd'hui, et ce nombre pourrait doubler d'ici 2036. Si toutes ces voitures brûlent de l'essence ou du diesel, les conséquences climatiques seront désastreuses. Les voitures électriques émettent moins de polluants atmosphériques et si elles sont alimentées par des énergies renouvelables, conduire un n'augmenterait pas les gaz à effet de serre qui réchauffent l'atmosphère terrestre.

Mais produire autant de véhicules électriques (souvent abrégés en VE) en une décennie entraînerait une augmentation de la demande de métaux comme le lithium, cobalt, nickel et manganèse. Ces métaux sont indispensables à la fabrication des batteries EV, mais on ne les trouve pas partout. La majeure partie du lithium mondial se trouve sous le désert d'Atacama en Amérique du Sud, où l'exploitation minière menace les populations et les écosystèmes locaux.

Les principaux fabricants de véhicules électriques doivent maintenir des coûts d'importation bas et trouver une source fiable de ces matières premières. L'exploitation minière en haute mer est une option, mais cela pourrait également endommager les habitats et mettre en danger la faune. À la fois, Les déchets électroniques remplis de métaux précieux s'accumulent dans les décharges et dans certaines des régions les plus pauvres du monde, avec 2,5 millions de tonnes ajoutées au total chaque année.

Les batteries EV elles-mêmes n'ont qu'une durée de vie de huit à dix ans. Les batteries lithium-ion sont actuellement recyclées à un faible taux de moins de 5 % dans l'UE. Au lieu d'exploiter de nouvelles sources de ces métaux, pourquoi ne pas réutiliser ce qui existe déjà ?

L'économie du recyclage

Les plus grands recycleurs de batteries lithium-ion sont basés en Chine. Alors que le recyclage est souvent considéré comme une obligation pour laquelle les entreprises devraient être payées en Amérique du Nord et en Europe, la concurrence est si intense pour les batteries mortes en Chine que les recycleurs sont prêts à payer pour mettre la main dessus.

La plupart des batteries recyclées sont fondues et leurs métaux extraits. Cela se fait souvent dans de grandes installations commerciales qui utilisent beaucoup d'énergie et émettent donc beaucoup de carbone. Ces usines sont coûteuses à construire et à exploiter, et nécessitent des équipements sophistiqués pour traiter les émissions nocives générées par le processus de fusion. Malgré les coûts élevés, ces usines récupèrent rarement tous les matériaux de batterie de valeur.

La valeur du marché mondial du recyclage des métaux devrait passer de 52 milliards de dollars américains (37 milliards de livres sterling) en 2020 à 76 milliards de dollars américains d'ici 2025. Sans méthodes de recyclage moins énergivores, cette industrie émergente ne fera qu'exacerber les problèmes environnementaux. Mais il existe un processus naturel pour extraire les métaux précieux des déchets qui sont utilisés depuis des décennies.

Bugs pour les batteries

Biolixiviation, aussi appelée biomine, utilise des microbes qui peuvent oxyder le métal dans le cadre de leur métabolisme. Il a été largement utilisé dans l'industrie minière, où des micro-organismes sont utilisés pour extraire des métaux précieux des minerais. Plus récemment, cette technique a été utilisée pour nettoyer et récupérer les matériaux des déchets électroniques, notamment les circuits imprimés des ordinateurs, panneaux solaires, l'eau contaminée et même les décharges d'uranium.

Mes collègues et moi, du groupe de recherche sur la biolixiviation de l'université de Coventry, avons découvert que tous les métaux présents dans les batteries de véhicules électriques peuvent être récupérés par biolixiviation. Des bactéries comme Acidithiobacillus ferrooxidans et d'autres espèces non toxiques ciblent et récupèrent les métaux individuellement sans avoir besoin de températures élevées ou de produits chimiques toxiques. Ces métaux purifiés constituent des éléments chimiques, et peut donc être recyclé indéfiniment dans de multiples chaînes d'approvisionnement.

L'intensification de la biolixiviation consiste à cultiver des bactéries dans des incubateurs à 37°C, utilisant souvent du dioxyde de carbone. Il ne faut pas beaucoup d'énergie, le processus a donc une empreinte carbone beaucoup plus faible que les usines de recyclage typiques, tout en contribuant à moins de pollution. Tout en réduisant les déchets de batterie EV, les installations de biolixiviation permettent aux industriels de récupérer localement ces métaux précieux, et dépendent moins des quelques pays producteurs.

Les universitaires travaillant sur la biolixiviation s'arrêtent une fois qu'ils ont retiré tous les métaux précieux des déchets électroniques et qu'ils flottent en solution. Ce n'est pas suffisant pour l'industrie. Nous combinons la biolixiviation avec des méthodes électrochimiques qui peuvent extraire ces métaux et les rendre utiles pour les chaînes d'approvisionnement. Malheureusement, les méthodes existantes de recyclage des métaux qui impliquent beaucoup d'énergie et de produits chimiques toxiques sont utilisées depuis des décennies. Les industries ne peuvent pas toujours se permettre d'innover, il appartient donc au gouvernement d'imposer des changements et d'investir dans des alternatives plus propres.

Les batteries EV sont une technologie encore balbutiante. La réutilisation de leurs composants doit être considérée comme faisant partie de leur conception. Plutôt que de rester une réflexion après coup, le recyclage peut devenir à la fois le début et la fin du cycle de vie d'une batterie de VE avec la biolixiviation, produire des matières premières de haute qualité pour de nouvelles batteries à faible coût environnemental.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.