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Sciences

La synthèse

Bientôt des batteries éternelles… en diamants et en déchets nucléaires

Par Judikael Hirel - Publié le 18 mai 2020

Et si nous disposions demain, sur Terre comme dans l’espace, d’une source d'énergie quasi inépuisable et simple à transporter ? Une énergie propre, durable, facile à produire et en mesure de faire fonctionner nos technologies pendant des millénaires ?

Cette description digne des cristaux alimentant les vaisseaux spatiaux des films hollywoodiens n’est en fait déjà plus de la science-fiction. Une équipe de scientifiques de l’université de Bristol est parvenue, littéralement, à encapsuler des matières radioactives dans des diamants, ce qui permettrait demain de convertir leur rayonnement radioactif en une source d’électricité durable, des piles en diamant. Ces batteries en diamant contribueraient à recycler les déchets du secteur nucléaire, stockés à l’heure actuelle dans des entrepôts sécurisés dans les profondeurs de la Terre.

Mais comment est-ce possible ? L’équipe de Tom Scott, à la tête du Southwest Nuclear Hub, s’est rendue compte, en étudiant le carbone 14, que sa radioactivité se concentrait essentiellement sur sa surface externe et, qu'après l'avoir chauffée, elle se transformait en gaz et s'évaporait. Il est donc possible de capturer ce gaz pour le solidifier sous forme de diamant artificiel, autre forme du carbone. Or le diamant ainsi créé est aussi à même de générer de l'électricité, ont découvert les chercheurs. Afin de sécuriser le rayonnement à courte portée du carbone 14, ce diamant a été encapsulé dans un autre diamant de plus grande taille, non radioactif.

Le prototype ainsi obtenu est une batterie en diamant en mesure de produire du courant sur une période extrêmement longue, et ce sans émettre aucune pollution. Une pile de ce type contenant 1 gramme de C14 peut fournir 15 joules par jour et maintenir ce niveau de production pendant 5 730 ans… Des millions de tonnes de carbone 14, matériau utilisé dans les années 1950 pour assurer l’étanchéité des centrales nucléaires de première génération, sont disponibles à travers le monde. Le potentiel d’une telle découverte pourrait, demain, s’appliquer aussi bien à un véhicule qu’à un pacemaker, ou un simple smartphone, qu’il n’y aurait alors plus jamais à recharger.

La piste de l’utilisation du diamant artificiel est également étudiée par d’autres chercheurs, désireux d’en faire une future solution de stockage de l’énergie. Ainsi, une équipe de la Queensland University of Technology, dirigée par le Dr Haifei Zhan, a pour l’instant réalisé la modélisation informatique de faisceaux de nanofils de diamants qui seraient à même de stocker 1,76 MJ par kilogramme, soit trois fois plus que des batteries lithium-ion. « Ces faisceaux de nanofils pourraient être utilisés pour une transmission d'énergie de nouvelle génération, l'électronique aérospatiale, sur le terrain, pour les batteries, les textiles intelligents et les composites structurels tels que les matériaux de construction », explique le Dr Zhan.


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