La première batterie nucléaire au monde, qui utilise un isotope radioactif intégré dans un diamant, pourrait alimenter de petits appareils pendant des milliers d’années, affirment les scientifiques.
La batterie nucléaire utilise la réaction d’un diamant placé à proximité d’une source radioactive pour produire spontanément de l’électricité, ont expliqué des scientifiques de l’Université de Bristol au Royaume-Uni dans un communiqué du 4 décembre. déclaration. Aucun mouvement, ni linéaire ni rotationnel, n’est requis. Cela signifie qu’aucune énergie n’est nécessaire pour déplacer un aimant à travers une bobine ou pour faire tourner un induit dans un champ magnétique afin de produire du courant électrique, comme cela est nécessaire dans les sources d’énergie conventionnelles.
La batterie au diamant collecte les électrons rapides excités par le rayonnement, de la même manière que l’énergie solaire utilise des cellules photovoltaïques pour convertir les photons en électricité, ont expliqué les scientifiques.
Des scientifiques de la même université ont présenté pour la première fois un prototype de batterie au diamant – utilisant le nickel-63 comme source radioactive – en 2017. Dans le cadre du nouveau projet, l’équipe a développé une batterie composée d’isotopes radioactifs de carbone 14 intégrés dans des diamants manufacturés.
Les chercheurs ont choisi le carbone 14 comme matériau source car il émet un rayonnement à courte portée, qui est rapidement absorbé par tout matériau solide, ce qui signifie qu’il n’y a aucune inquiétude quant aux dommages causés par le rayonnement. Bien que le carbone 14 soit dangereux à ingérer ou à toucher à mains nues, le diamant qui le retient empêche tout rayonnement à courte portée de s’échapper.
« Le diamant est la substance la plus dure connue de l’homme ; il n’y a littéralement rien que nous puissions utiliser qui puisse offrir une plus grande protection », Neil Renardprofesseur de matériaux pour l’énergie à l’Université de Bristol, a déclaré dans le communiqué.
Le carbone 14 est présent naturellement, mais il est généré en grande quantité dans les blocs de graphite utilisés pour contrôler les centrales nucléaires. Les chercheurs ont découvert que l’isotype était concentré à la surface de ces blocs.
Une seule pile au diamant nucléaire contenant 0,04 once (1 gramme) de carbone 14 pourrait fournir 15 joules d’électricité par jour. À titre de comparaison, une pile alcaline AA standard, qui pèse environ 0,7 once (20 grammes), a une capacité de stockage d’énergie de 700 joules par gramme. Elle fournit plus de puissance que la pile nucléaire au diamant à court terme, mais elle serait épuisée dans les 24 heures.
En revanche, la demi-vie du carbone 14 est de 5 730 ans, ce qui signifie que la batterie mettrait autant de temps à être épuisée à 50 % de sa puissance. C’est proche de l’âge de la plus ancienne civilisation du monde. Comme autre point de comparaison, un vaisseau spatial alimenté par une batterie au carbone 14 et au diamant atteindrait Alpha Centaure — notre voisine stellaire la plus proche, qui est d’environ 4,4 années-lumière de la Terre – bien avant que sa puissance ne soit considérablement épuisée.
La batterie pourrait être utilisée dans diverses applications, notamment l’électronique, les dispositifs médicaux et les voyages spatiaux, ont indiqué les scientifiques. Les utilisations spécifiques incluent les appareils à rayons X et les dispositifs médicaux qui doivent fonctionner pendant une longue période mais nécessitent une faible puissance, comme les stimulateurs cardiaques, et les machines qui fonctionnent dans des environnements difficiles et dangereux, comme les machines pétrolières et gazières sur le fond marin. La batterie pourrait également être suffisamment petite pour alimenter des étiquettes radiofréquence permettant d’identifier et de suivre des appareils et des charges utiles sur Terre ou dans l’espace.
La batterie, qui a été construite sur une plate-forme de dépôt de plasma près d’Abingdon, dans l’Oxfordshire, au Royaume-Uni, par une équipe de l’Université de Bristol et de l’Autorité britannique de l’énergie atomique (UKAEA), ne comporte aucune pièce mobile et ne nécessite donc aucun entretien. n’ont aucune émission de carbone.
