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Vers des « super-piles » biodégradables à base de graphène de carbone ?

Les condensateurs sont partout dans nos objets électroniques mais leur recyclage est un vrai casse-tête. Grâce aux atomes de carbone en feuille, ils pourraient devenir biodégradables.

Le graphène est une forme de carbone cristallisé découvert en 2004. En feuilles, il constitue la base des nanotubes présents dans des condensateurs biodégradables.

L’électronique a envahi nos vies. Du réfrigérateur au smartphone, à l’ordinateur ou à la voiture, tous les objets qui nous entourent au quotidien contiennent des composants électroniques. Avec l’obsolescence programmée de la plupart de ces objets, une question de taille se pose : celle du recyclage des fameux D3E, ces déchets d’équipements électriques ou électroniques, qui contiennent métaux lourds, dérivés chloriques (PCB) et gaz.

Aller plus loin dans la valorisation des équipements électriques et électroniques

Selon un rapport des Nations Unies daté d’avril 2015 (unu.edu/news/ewaste-2014-unu-report.html et unu.edu/media-relations/releases/discarded-kitchen-laundry-bathroom-equipment-comprises-over-half-of-world-e-waste-unu-report.html#info), la masse des déchets électroniques était de 41,8 millions de tonnes dans le monde en 2014, une masse qui pourrait frôler les 50 millions en 2018.

En France aujourd'hui, on est capable de valoriser plus de 80 % des D3E, comme par exemple sur le site Veolia d’Angers. Mais certains de ces déchets échappent à la boucle vertueuse du recyclage. C’est le cas des condensateurs.

Ces composants électroniques élémentaires sont présents dans les cartes mères, les circuits imprimés, les écrans plasma et LCD, les tuners TNT, la hi-fi… Ils sont constitués de deux armatures conductrices, ou électrodes, séparées par un isolant. Ils servent à stabiliser une alimentation électrique, traiter et filtrer des signaux, séparer le courant alternatif du courant continu ou stocker de l’énergie. Dans ce cas-là on parle de super-condensateurs. Il existe des condensateurs électrolytiques, en céramique ou chimiques.

Le recyclage des condensateurs est un vrai casse-tête qui se termine en général par une incinération ou un enfouissement, car ils peuvent contenir des métaux lourds toxiques, des gaz ou des dérivés chlorés (les fameux PCB) et même du cyanure. Mais une découverte de 2004 couronnée par un prix Nobel en 2010 va peut-être changer la donne.

Le carbone, solution 100 % biodégradable ?

Deux physiciens de l’université de Manchester, en Angleterre, Andre Geim et Konstantin Novoselov, ont isolé le graphène, un cristal ultrafin issu du carbone et différent dans sa forme du graphite et du diamant. Deux autres chercheurs, californiens ceux-là, Maher El Kady et Richard Kaner, ont ensuite testé cette nouvelle molécule de carbone en produisant des feuilles de grande qualité.

Résultat : souple et flexible, le graphène présente une conductivité électrique et une résistance mécanique accrues permettant aux condensateurs de démultiplier leur capacité de stockage de l’énergie. Soit quelques secondes seulement pour une charge de téléphone ou quelques minutes pour une voiture électrique !

De plus, la composition du graphène le rend 100 % biodégradable puisque le carbone est une matière naturelle !

Ainsi les condensateurs à base de carbone pourraient-ils finir tout simplement dans le composteur de jardin avec les déchets végétaux au lieu de polluer ! Un projet un peu fou est même à l’étude pour utiliser une composition mixte de feuilles de carbones et de pigment naturel extrait des feuilles de thé Sencha. E thé vert du Japon rendrait en effet les condensateurs encore plus biodégradables ! Le thé vert, recette miracle ?

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