Une pile à déchets radioactifs pour votre stimulateur cardiaque... faite en diamant ?

Anthony Capkun
Décembre 07, 2016
Écrit par
1 décembre 2016 – Pouvez-vous imaginer une pile qui ne perdra pas 50 % de sa charge avant l'année 7746? C'est la promesse d’une nouvelle technologie qui utilise des déchets radioactifs pour produire de l'électricité dans une pile fabriquée – croyez-le ou non – dans un diamant!

 

Une équipe de physiciens et de chimistes de l'université de Bristol au Royaume-Uni a développé un diamant artificiel qui, lorsque placé dans un champ radioactif, est capable de générer un petit courant électrique.

« Cette pile ne comporte aucune pièce mobile, ne dégage aucune émission et ne nécessite aucun entretien – elle ne fait que produire de l'électricité, fait valoir le professeur Tom Scott. En encapsulant des matières radioactives à l'intérieur d’un diamant, nous transformons le problème à longue échéance des déchets radioactifs en pile nucléaire et en source d’alimentation à long terme d'énergie propre. »

L'équipe a démontré le fonctionnement d’un prototype de pile au diamant utilisant le nickel-63 comme source de rayonnement, mais elle s’affaire maintenant à améliorer considérablement l'efficacité du produit en utilisant le carbone-14 (une version radioactive du carbone) qui est généré dans les barres de graphite servant à modérer la réaction nucléaire dans les centrales.

Des recherches menées par des universitaires à Bristol ont montré que le carbone-14 radioactif est concentré à la surface de ces barres, ce qui permet de le transformer pour prélever la majeure partie du matériau radioactif. Le carbone-14 extrait est ensuite incorporé à un diamant pour réaliser une pile à énergie nucléaire.

« Le carbone-14 a été choisi comme matériau de base parce qu'il émet un rayonnement à faible portée, lequel s’avère rapidement absorbé par tout matériau solide, explique le Dr Neil Fox de l'École de chimie. Il serait dangereux de l'ingérer ou de le toucher avec votre peau nue, mais contenu en toute sécurité dans le diamant, aucun rayonnement à faible portée ne peut s’échapper. En fait, le diamant est la substance la plus dure connue de l'homme. Il n'y a littéralement rien que nous pourrions utiliser qui pourrait offrir plus de protection. »

Malgré leur faible puissance comparativement aux piles conventionnelles actuelles, les piles en diamant, de par leur durée de vie absolue, pourraient révolutionner l'alimentation des appareils sur de très longues périodes.

La quantité de carbone-14 à insérer dans chaque pile n'a pas encore été décidée, mais une pile contenant 1 gramme (g) de carbone-14 générerait 15 joules (J) par jour, soit moins qu’une pile AA. Les piles AA alcalines standard sont conçues pour une décharge rapide – une pile d’environ 20 g renferme une capacité de stockage d'énergie de 700 J/g. En fonctionnement continu, une telle pile s'épuisera en 24 heures. Avec du carbone 14, une pile pourrait fonctionner pendant 5730 ans avant d’être déchargée à 50 %.

« Nous prévoyons que ces piles pourraient être utilisées pour les cas où il n'est pas possible de charger ou de remplacer des piles conventionnelles, ajoute M. Scott. Parmi les applications évidentes, notons les appareils électriques de faible consommation nécessitant une longue durée de vie, comme les stimulateurs cardiaques, les satellites, les drones à haute altitude ou même les vaisseaux spatiaux.

Pour proposer vos propres suggestions d’utilisation de cette technologie (en anglais), veuillez adresser un gazoullis sur le compte Twitter de l’université de Bristol en utilisant le mot-clic #diamondbattery.

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