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Résumé :
- La technologie : Une batterie sodium-ion intégrant du carbone dur produit à partir de lignine.
- Le milestone : Sur ce protocole de test, un prototype de 1 Ah n’a pas montré de dégradation significative après 100 cycles.
- Le prochain cap : L’équipe vise les 200 cycles d’ici la clôture du projet ThüNaBsE.
- L’enjeu : Développer une anode sans lithium, cobalt ni nickel, en valorisant la lignine disponible en Allemagne.
La lignine est un polymère organique qui assure la rigidité des parois des arbres. Dans la fabrication de la pâte à papier, elle constitue un coproduit généré en quantités importantes par l’industrie, qui est souvent brûlé pour produire de la chaleur.
L’initiative ThüNaBsE propose une autre voie : la carbonisation de cette matière pour produire du carbone dur. Ce matériau sert à fabriquer l’anode (l’électrode négative) de batteries fonctionnant avec des ions sodium. Ce métal présente l’avantage d’être abondant.
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Selon les partenaires, cette approche pourrait, à terme, réduire une partie de la dépendance aux matières premières critiques pour la fabrication de ce composant, en s’appuyant sur la lignine fournie par l’entreprise Mercer Rosenthal GmbH.
Les résultats du démonstrateur de 1 Ah
Les tests menés au sein du centre de recherche du Fraunhofer IKTS, notamment sur le site d’Arnstadt, portent sur une cellule de 1 Ah (Ampère-heure). Ce format sert de démonstrateur pour vérifier que la chimie fonctionne de manière stable avant d’envisager des échelles supérieures.
Selon le communiqué de l’institut, aucune dégradation significative des performances n’a été mesurée après 100 cycles de charge et de décharge sur cette cellule. Les chercheurs ciblent désormais les 200 cycles d’ici la fin des travaux.
Ce jalon technique ne permet pas encore de définir la densité énergétique finale, le coût de fabrication d’un système complet ou la durée de vie totale de la technologie sur le long terme.
Quel rôle pour accompagner les énergies renouvelables ?
Cette innovation s’inscrit dans une stratégie de diversification des matériaux pour le secteur de l’énergie. L’objectif est de proposer des options de stockage capables de décaler l’usage de l’électricité renouvelable dans le temps (par exemple, pour utiliser en soirée l’électricité solaire produite en journée).
Une fois pleinement développée, cette technologie pourrait trouver sa place dans le stockage stationnaire (installations fixes au sol), où les contraintes de poids sont souvent moins critiques que dans l’automobile légère. Le sodium-ion à base de lignine est également étudié pour des usages de mobilité à faible puissance. Le communiqué cite notamment les véhicules de logistique (chariots élévateurs) ou les micro-voitures limitées à une vitesse de 45 km/h, pour lesquels une recharge ultra-rapide n’est pas le critère prioritaire.
3 questions à vérifier pour la suite
Le passage du stade de laboratoire à une éventuelle phase industrielle soulève plusieurs défis :
- Le changement d’échelle : La fabrication de cellules de grande capacité nécessitera un groupement élargi. Les partenaires prévoient d’évaluer la trajectoire vers des niveaux de maturité technologique supérieurs après la fin du projet actuel.
- La compétitivité réelle : L’usage de ce biopolymère permet, selon les chercheurs, de limiter les coûts d’acquisition des matériaux pour l’électrode. La viabilité économique globale de la batterie reste cependant à démontrer face aux solutions lithium-ion déjà matures.
- Le cadre européen : Ces travaux font écho aux objectifs du règlement européen sur les matières premières critiques (Critical Raw Materials Act – UE 2024/1252). Ce texte fixe un objectif de 40 % de traitement local au sein de l’Union européenne d’ici 2030. En transformant de la lignine locale en matériau d’anode, ce projet explore une voie pour réduire la dépendance vis-à-vis de certains approvisionnements importés.
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Cette avancée scientifique illustre qu’une approche différente des ressources est activement explorée par les équipes de recherche en Allemagne pour multiplier les options de réserve à l’avenir.
Sources :
- Fraunhofer IKTS, Research News: « Sustainable Batteries Made From Wood Industry By-Products », 3 nov. 2025.
- Règlement (UE) 2024/1252 du Parlement européen et du Conseil (Critical Raw Materials Act), disponible sur Eur-Lex.
