Du jaune d’œuf et du riz de reste : voilà la matière première d’un nouveau matériau expérimental capable de stocker de l’électricité. Une équipe de chercheurs dirigée par Shumeng Qin, de l’université du Henan, en Chine, a mélangé ces deux déchets alimentaires courants à parts égales pour obtenir un échantillon baptisé YPAC-1.
Le jaune d’œuf apporte des protéines, donc de l’azote ; le riz de reste apporte de l’amidon, donc du carbone. Cette combinaison, selon les chercheurs, donnerait naissance à un matériau poreux aux propriétés intéressantes pour l’électronique.
Le procédé se déroule en deux temps. Les chercheurs chauffent d’abord le mélange œuf-riz dans des conditions contrôlées, ce qui élimine la plupart des composants non carbonés et laisse un charbon. Ce charbon est ensuite traité à l’hydroxyde de potassium, un produit caustique qui, sous l’effet de la chaleur, creuse des pores dans le carbone. C’est cette seconde étape qui transforme un simple morceau de charbon en un matériau doté d’une surface interne poreuse considérable.
Une surface interne comparable au sol d’un grand appartement
Le résultat prend la forme d’une structure alvéolaire, truffée de micropores et de mésopores. Selon le rapport de l’équipe, cette structure confère au matériau une surface spécifique élevée, valable seulement pour cet échantillon optimisé dans des conditions précises. Concrètement, si l’on pouvait déployer toutes les parois internes d’un seul gramme de cette poudre, elles couvriraient une surface comparable au sol d’un grand appartement.
Ce détail n’est pas anecdotique. Dans un supercondensateur, plus la surface d’un matériau est grande, plus il peut stocker de charge électrique en surface. La structure alvéolaire aux pores minuscules permet ainsi de concentrer une surface immense dans une faible quantité de poudre.
Testé en laboratoire, YPAC-1 a stocké la charge à un taux de 446,22 F/g à 1 A/g, avec un taux de rétention de la capacité de 82,26 % après jusqu’à 10 000 cycles de charge et décharge, d’après le rapport des chercheurs.
Contrairement aux batteries, qui stockent l’énergie par des réactions chimiques, les supercondensateurs la stockent de façon électrostatique, ce qui autorise des cycles de charge et décharge rapides, selon le fabricant Knowles dans un billet de blog technique. Cette présentation reste une simplification du fabricant, certains dispositifs réels impliquant aussi un peu de chimie.
Le compromis est connu : le stockage en surface est rapide et ménage le matériau, mais contient moins d’énergie totale que les réactions chimiques internes d’une batterie. C’est pourquoi une batterie dure généralement quelques milliers de cycles, contre souvent des centaines de milliers pour un supercondensateur.
Les auteurs de l’étude, datée de 2023 et menée avec un co-auteur de l’université de Fudan, prennent toutefois soin de préciser qu’ils ne sont ni chimistes ni spécialistes des matériaux. Leur article insiste sur le fait qu’il s’agit d’une lecture d’une seule étude de laboratoire, à considérer avec prudence, et non d’un conseil d’achat.
Les chercheurs présentent eux-mêmes ce travail comme une piste d’ouverture plutôt qu’un aboutissement : le recyclage de ce type de déchets en carbone poreux montrerait le potentiel d’utiliser des déchets alimentaires mixtes comme matière première. Le mot potentiel compte : cette démonstration reste à l’échelle du laboratoire, et le passage à un procédé de fabrication industriel compétitif en coût, en régularité et en sécurité reste un chemin que l’étude ne prétend pas avoir franchi.
Le résultat est réel, concluent les auteurs, et constitue une base raisonnable pour poursuivre les recherches, sans trancher la question de savoir si ce matériau sortira un jour du laboratoire.
