Batterie nucléaire durable

Des chercheurs de l’Institut des sciences et technologies de Daegu Gyeongbuk, en Corée du Sud, ont mis au point une batterie nucléaire capable de convertir directement le rayonnement en électricité pendant des décennies, sans les dangers habituels liés à la radiation nucléaire.

Comment fonctionne la cellule bêta-voltaïque

Appelée cellule bêta-voltaïque sensibilisée aux colorants, cette batterie exploite les particules bêta, qui ne sont que des électrons haute énergie. Son fonctionnement repose sur le carbone-14, un isotope radioactif émettant ces particules. Celles-ci interagissent avec un semi-conducteur en dioxyde de titane recouvert d’un colorant à base de ruthénium, libérant des électrons et générant un courant électrique.

Avec une demi-vie d’environ 5 730 ans, le carbone-14 permettrait à la batterie de conserver 50 % de sa puissance initiale après près de six millénaires. Toutefois, la dégradation des matériaux réduirait probablement ses performances bien plus tôt.

Le prototype affiche une densité de puissance de 20,75 nanowatts par centimètre carré et par millicurie, avec une efficacité de 2,86 %. Concrètement, cela reste faible : de la taille d’un cachet d’aspirine, il ne fournit qu’environ 0,4 % de l’énergie nécessaire à une simple calculatrice de poche. Il faudrait environ 240 de ces batteries nucléaires miniatures pour alimenter un petit calculateur.

Utilisations pratiques de la batterie

Malgré cela, la batterie génère suffisamment d’énergie pour alimenter des dispositifs médicaux comme les pacemakers ou des capteurs environnementaux à distance. Elle pourrait également alimenter des étiquettes RFID, des micropuces ou recharger lentement des condensateurs pour des appareils nécessitant une brève impulsion d’énergie. Cette technologie en est encore à ses débuts, mais elle promet de nombreuses applications à faible consommation.

Bien que beaucoup associent la radiation nucléaire au danger, les chercheurs assurent que cette batterie est en réalité très sûre. Les particules bêta émises par le carbone-14 sont déjà naturellement présentes dans de nombreuses substances, y compris le corps humain. Un simple film d’aluminium ou même du papier suffit à bloquer ces particules. En fait, ces batteries à l’état solide, non inflammables, pourraient être plus sûres que les batteries lithium-ion, sujettes à la surchauffe, aux fuites et aux explosions.

Les batteries atomiques ne sont cependant pas nouvelles. La première batterie à radio-isotopes, développée en 1954 par la Commission américaine de l’énergie atomique, utilisait du strontium-90 comme source radioactive et fonctionnait de manière similaire aux cellules bêta-voltaïques actuelles.

Missions spatiales et avancées récentes

Dans les années 1960, les générateurs thermoélectriques à radio-isotopes (RTG) ont été utilisés pour les missions spatiales, convertissant l’énergie d’isotopes émettant des particules alpha, comme le plutonium-238, en électricité. La première mission à en bénéficier fut le satellite Transit 4A de la marine américaine, qui joua un rôle clé dans le développement de la navigation par satellite et du GPS moderne.

Plus récemment, Betavolt a présenté une batterie nucléaire au diamant de 3 volts utilisant le nickel-63 et un semi-conducteur en diamant, exploitant les particules bêta pour alimenter des appareils pendant 50 ans. De son côté, Arkenlight travaille sur des diamants au carbone-14 pour produire de l’énergie atomique, avec des avancées technologiques notables.

Bien que les batteries atomiques existent depuis longtemps, les progrès récents en matière de matériaux, d’efficacité et de sécurité les rendent enfin viables pour des applications pratiques du quotidien, sans nécessiter de réacteur nucléaire.

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Lisez l’article original sur : New Atlas

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