Que se passerait-il si l'un des polluants les plus redoutables de notre époque pouvait devenir la clé pour résoudre une autre crise environnementale majeure ? C'est exactement ce qu'une équipe de chercheurs de l'université américaine Rice vient de démontrer dans une étude, transformer des substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées (plus connues sous le nom de PFAS) en un outil d'extraction du lithium. Une idée aussi audacieuse qu'inattendue.
Les PFAS sont des composés chimiques manufacturés présents dans d'innombrables produits de consommation depuis les années 40. Revêtements antiadhésifs, emballages alimentaires, mousses d'extinction d'incendie… leur usage a été immense. Problème, ces molécules se dégradent extrêmement lentement dans l'environnement, ce qui leur a valu le surnom de produits chimiques éternels. On les retrouve aujourd'hui dans les sols, les eaux souterraines, les nuages, mais aussi dans la majorité des organes humains et dans de nombreux aliments courants comme la bière, le sucre ou les pommes.
Selon l'agence américaine de protection de l'environnement (EPA), la plupart des habitants des États-Unis ont été exposés à ces substances à un moment ou un autre. Si les recherches sur leurs effets sanitaires sont encore en cours, plusieurs études suggèrent des liens possibles avec une augmentation du risque de cancer ou une diminution de la fertilité. Autant dire que trouver des moyens de les neutraliser est devenu une priorité mondiale.
Le lithium, une ressource sous tension
De son côté, le lithium est au cœur de notre transition énergétique. Utilisé dans les batteries de nos téléphones, ordinateurs portables et voitures électriques, il est devenu un métal stratégique dont la demande ne cesse de croître. Si l'élément n'est pas extrêmement rare en soi, le rythme effréné de sa consommation inquiète les experts. Certains projettent une pénurie mondiale sévère d'ici la fin de la décennie 2030. L'enjeu est donc de trouver des méthodes d'extraction plus efficaces, moins coûteuses et moins dommageables pour l'environnement.
Une réaction chimique qui change la donne
C'est là que l'ingéniosité des chercheurs de Rice entre en scène. Leur approche consiste à récupérer du carbone granulaire activé saturé de PFAS (un matériau filtrant utilisé notamment pour traiter les mousses d'incendie) et à l'utiliser non pas comme un déchet final, mais comme une matière première.
Le procédé est remarquable dans sa conception: en plongeant ce carbone imprégné de PFAS dans une saumure très concentrée, puis en chauffant rapidement le mélange à environ 1 000 degrés Celsius avant de le refroidir tout aussi vite, les liaisons chimiques se brisent. Le fluor qu'elles contiennent se lie alors aux ions positifs présents dans la saumure, produisant notamment du fluorure de lithium. En prime, ce traitement thermique transforme les résidus de PFAS en déchets non toxiques, une neutralisation bienvenue.
L'équipe a ensuite poussé l'expérience plus loin en portant le système jusqu'au point d'ébullition du fluorure de lithium (près de 1 676 °C) pour l'isoler du mélange. Résultat, 82% du fluorure de lithium disponible a été récupéré avec une pureté de 99%, une qualité suffisante pour être directement intégrée dans des électrolytes de batteries lithium-ion.
Des batteries plus performantes, une planète moins polluée
Les batteries enrichies avec ce lithium récupéré ont montré, après un mois de tests, une capacité plus élevée et plus stable que des cellules témoins classiques. Les chercheurs affirment également que leur méthode aurait un impact environnemental inférieur aux techniques d'extraction traditionnelles, tout en étant potentiellement cinq fois plus rentable.
Ces affirmations restent à valider par des experts indépendants, mais la direction est prometteuse. En changeant simplement de perspective (voir un déchet non plus comme un problème à éliminer, mais comme une ressource à valoriser) cette équipe ouvre une voie fascinante vers un cercle vertueux où deux crises pourraient, ensemble, trouver leur solution.
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