La technologie à ions lithium, du fait de sa pénétration rapide dans le marché de l’industrie automobile ainsi que de l’intérêt qu’elle suscite pour les applications réseaux en raison de son coût, ne cesse de s’amplifier. Cela a bien sûr de nombreuses conséquences sur l’abondance des matériaux (Li, Co, etc.) constituant l’accumulateur. Le recyclage du Li ainsi que le développement de technologies alternatives à base de Na, K, Mg, voire de Ca, sont dans ce contexte des pistes intéressantes.
Ce cours a passé en revue les différents alcalins et alcalino-terreux en matière d’abondance tout en précisant, outre leurs propriétés physico-chimiques, leur potentiel redox, qui dépend fortement de la solvatation de l’ion, ainsi que leur stabilité et réactivité chimique. On a souligné, sur la base de la règle de la diagonale, la similarité des ions Li+ → Mg2+ en matière de réactivité chimique. Étant très réactifs, les éléments alcalins n’existent pas à l’état natif dans le milieu naturel, mais uniquement sous forme de composés ioniques. Leur élaboration à partir de ces composés par électrocatalyse ou voie chimique a été illustrée tout autant que les domaines d’applications qui leur sont associés. On a souligné le rôle des alcalins dans le corps humain, notamment au niveau de l’influx nerveux. Une démarche identique, mais plus brève, a été utilisée pour décrire les alcalino-terreux (Mg, Ca). Enfin, le quid du recyclage dans un contexte général faisant état de la diversité croissante des métaux utilisés, qui va de pair avec le développement de nouvelles technologies de l’énergie, a été discuté. Cela entraîne une plus grande complexité dans les procédés de recyclage qui doivent être toujours moins onéreux. À titre démonstratif, on a présenté le recyclage des batteries à ions lithium selon deux procédés de pyrométallurgie et d’hydrométallurgie qui ont lieu à hautes ou basses températures, respectivement. Le dernier permet de recycler le Li alors que cela n’est pas possible par pyrométallurgie.
Enfin, on a terminé sur des perspectives sur le recyclage en y mentionnant le besoin urgent de 1) développer de nouvelles approches de recyclage moins coûteuses et plus rapides, 2) d’encourager les fabricants de batteries à intégrer les contraintes du recyclage dans le « design » de nouvelles technologies d’accumulateurs, et 3) d’alerter nos institutions gouvernementales sur le besoin d’afficher une politique de recyclage. Le quid de qui paie pour le recyclage quand il est économiquement non viable devra être solutionné.
