Le CSIRO et Matthew Hill de l'Université Monash recevront ce soir le Solomon Award pour le développement de "cristaux magiques" avec des dizaines d'applications allant du nettoyage des gaz et des liquides à l'exploitation minière et à la production de médicaments.

L'exploitation minière de lithium moins chère et plus propre pour les futures voitures et batteries est l'application la plus récente. Il est développé avec la société américaine Energy Exploration Technologies (EnergyX).

Le monde évolue rapidement vers les voitures électriques et le stockage des batteries d'énergie renouvelable. Cela nécessitera 10 à 100 fois plus de lithium que ce que nous pouvons produire aujourd'hui.

Matthew Hill a pris une invention de Melbourne, charpentes organométalliques (MOF) – parfois appelées « cristaux magiques » – et montré qu'elles peuvent être utilisées pour purifier l'air et l'eau, et dans toutes sortes de procédés industriels. Aujourd'hui, son équipe du CSIRO (l'agence scientifique nationale australienne) et de l'Université Monash s'est associée à la société américaine EnergyX pour commercialiser un nouveau processus de production qui utilise des MOF pour créer du lithium.

Ce soir, Matthew recevra le premier prix David et Valerie Solomon, présenté par l'Académie australienne de technologie et d'ingénierie (ATSE). David Solomon était le principal inventeur des billets de banque en plastique australiens, et a développé une gamme de nouvelles technologies largement utilisées dans les industries des plastiques et des polymères.

La majeure partie du lithium mondial est produite à partir de "saumure de lithium" dans un processus à forte intensité de main-d'œuvre nécessitant de vastes bassins d'évaporation. Une installation au Chili, par exemple, occupe 42 kilomètres carrés. La technologie de Matthew a le potentiel de remplacer 4, 000 hectares de piscines avec une unité de filtration de seulement 0,1 kilomètre carré.

Ses "cristaux magiques" sont des réseaux d'atomes métalliques liés et séparés par des composés (organiques) à base de carbone. Il en résulte une surface massive qui peut être personnalisée pour absorber presque tout. Ils ont été fabriqués pour la première fois à la fin des années 1980 par le chimiste professeur Richard Robson à l'Université de Melbourne, mais étaient difficiles à faire.

Le premier effort de Matthew pour créer un MOF consistait à mélanger le contenu de 40 conteneurs pour faire un seul gramme de cristaux. Aujourd'hui, lui et son équipe peuvent en fabriquer des centaines de kilogrammes chaque semaine.

D'ici 2040, on estime qu'il y aura 56 millions de ventes annuelles de véhicules électriques (VE) et plus de 1095 gigawatts de systèmes de stockage d'énergie par batterie dans le monde, une augmentation exponentielle par rapport aux deux millions annuels et neuf gigawatts enregistrés en 2018.

Les véhicules électriques reposent sur la même technologie de batterie lithium-ion que l'on trouve dans les téléphones et les ordinateurs portables.

Le fondateur et PDG d'EnergyX, Teague Egan, pense que l'élément sera le produit économique le plus important et le plus précieux du 21e siècle.

"Le monde n'a jamais eu besoin de ces quantités de lithium auparavant, par conséquent, les méthodes de production actuelles ne sont pas évolutives à l'ampleur nécessaire, " il dit.

« La technologie perturbatrice de Matthew permet un changement radical dans la façon dont nous pouvons désormais récupérer cette ressource essentielle. Elle améliorera considérablement l'impact économique et environnemental de l'extraction du lithium.

Matthew est un gagnant approprié du premier Solomon Award, déclare Hugh Bradlow, président de l'ATSE.

"Il a pris une bizarrerie intéressante de la chimie et l'a transformée en une technologie brevetée qui soutiendra de nouvelles industries, " il dit.

"L'extraction du lithium n'est que la dernière d'une longue série d'applications. Matthew et son équipe travaillent également avec l'industrie pour utiliser ces cristaux pour nettoyer le gaz naturel, air pur dans les sous-marins, purifier les produits pharmaceutiques et bien plus encore."

Matthew note que ce n'est que la pointe de l'iceberg. "Nos membranes MOF peuvent non seulement séparer les ions lithium de l'eau afin qu'elles puissent être utilisées pour fabriquer des batteries, nous avons également montré que nous pouvons mettre ces membranes à l'intérieur des batteries au lithium et améliorer leur durée de vie et leur capacité. Et nous travaillons avec une entreprise locale, Boron Molecular pour intensifier la fabrication de nos cristaux."

Le prix de Matthew comprend 20 $, 000 en espèces et aide au voyage plus mentorat.