Nous fabriquons beaucoup de batteries lithium-ion. Genre, beaucoup. Tellement que l'économie de leur chaîne d'approvisionnement est si efficace que même si quelqu'un invente une meilleure batterie demain, elle aurait encore du mal à rivaliser sur le prix. Mais que se passe-t-il s'il y a une pénurie de lithium ? C'est la seule chose qui pourrait tout chambouler. Le lithium est partout, mais le lithium que l'on peut réellement extraire à un coût abordable se trouve principalement dans les saumures sud-américaines. L'extraire des roches est coûteux et énergivore - jusqu'à maintenant.

Dans un article publié dans le numéro d'aujourd'hui de Science, une équipe du MIT et de quelques entreprises de la région de Boston a concocté une nouvelle méthode pour extraire le lithium des roches qui utilise beaucoup moins d'énergie, régénère ses produits chimiques de départ et produit même des sous-produits vendables. Parce que pourquoi se contenter du lithium quand on peut aussi obtenir de l'oxyde d'aluminium et du dioxyde de silicium ? C'est comme un buffet à volonté chimique.

La méthode actuelle pour extraire le lithium du spodumène - un silicate de lithium et d'aluminium et le minerai de lithium le plus abondant - implique de torréfier la roche à environ 1 000 °C, puis de la tremper dans de l'acide sulfurique. Cela laisse beaucoup de déchets et consomme beaucoup d'énergie. Le nouveau procédé utilise du fluorure d'ammonium (NH4F) dissous dans l'eau, chauffé à une douillette 70 °C. Cela crée des ions qui donnent du fluor au lithium, formant du fluorure de lithium, tandis que le silicium et l'aluminium forment des composés séparés qui peuvent être transformés en matériaux utiles.

La voie de l'aluminium implique un chauffage à 300 °C puis à 700 °C pour produire de l'oxyde d'aluminium (utilisé pour fabriquer l'aluminium métal) et libérer du fluorure d'hydrogène et de l'ammoniac, qui sont ensuite recombinés pour reformer le fluorure d'ammonium d'origine. C'est une astuce de recyclage chimique astucieuse, même si nous devons noter que le fluorure d'hydrogène est extrêmement dangereux. La voie du silicium est plus simple : ajouter plus d'ammoniac pour obtenir du dioxyde de silicium, qui peut renforcer le béton. Le fluorure de lithium peut soit aller directement dans la fabrication d'électrolyte de batterie, soit être converti en oxyde de lithium pour d'autres usages.

Les chercheurs ont fait les calculs : l'ancienne méthode de torréfaction coûte un peu moins de 9 000 $ par tonne de lithium. Leur nouveau procédé ? Environ 5 000 $ par tonne - comparable à l'extraction bon marché des saumures. Et si l'on vend les sous-produits d'aluminium et de silicium, cela baisse de plus de 1 000 $. Bien sûr, les prix du monde réel fluctuent, et changer de procédé nécessite de nouveaux équipements. Mais bon, dans un monde qui ne peut pas arrêter de fabriquer des batteries, c'est agréable d'avoir des options. En plus, c'est toujours amusant de voir des chimistes repenser des procédés industriels centenaires.