L’invention d’une « batterie nucléaire » qui fonctionne des décennies, alimentée par des isotopes radioactifs

Saviez-vous que les batteries nucléaires qui contiennent des cellules bêtavoltaïques exploitent la désintégration des isotopes radioactifs ? C’est ce qui leur permet de fonctionner pendant des années, voire des décennies, sans recharge. En tirant directement leur énergie des particules bêta radioactives, elles offrent de nombreux avantages, surtout en termes de durabilité. Cependant, les cellules bêtavoltaïques existantes ont un inconvénient majeur : leur faible efficacité de conversion. Seule une infime partie du rayonnement émis peut être convertie en énergie électrique. Pour pallier cela, des chercheurs du DGIST (Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology) ont adopté une nouvelle approche, en utilisant entre autres du carbone 14 (comme isotope radioactif), de l’acide citrique et un colorant N719.

Utilisation de colorants à base de ruthénium

Pour améliorer les performances des cellules bêtavoltaïques, les scientifiques coréens ont exploré une nouvelle technique : utiliser des colorants à base de ruthénium. Selon eux, leurs électrons sont très sensibles au rayonnement bêta émis par la source radioactive et, par conséquent, peuvent passer facilement dans un état excité et vers des niveaux d’énergie plus élevés. Les chercheurs du DGIST ont traité l’anode, ou plutôt recouvert la couche de dioxyde de titane (TiO2) de celle-ci, avec de l’acide citrique et un colorant N719. Cette approche, basée sur les recherches antérieures de l’équipe, offrirait une efficacité de conversion de puissance optimale. En absorbant le rayonnement bêta, plutôt que le monoxyde de titane, le colorant à base de ruthénium garantit des performances élevées. La cathode, quant à elle, comprend un isotope radioactif de nanoparticules de carbone, permettant également une conductivité électrique et une résistance thermique optimales.

Une efficacité de conversion élevée

Les scientifiques du DGIST affirment qu’en appliquant de l’acide citrique à l’anode et à la cathode, leur nouvelle cellule bêtavoltaïque à colorant radioactif isotopique (d-DSBC) a généré 65 850 fois plus d’électrons qu’elle n’en a émis. Cela a grandement amélioré l’efficacité de conversion de la batterie nucléaire, ainsi que sa stabilité. Par rapport à leur précédente recherche, l’efficacité de la conversion d’énergie de celle-ci aurait été multipliée par six, tandis que sa stabilité aurait décuplé. « Les résultats des tests étaient prometteurs, car le d-DSBC a démontré une densité de puissance élevée par source radioactive et un rendement de conversion énergétique de 2,86 %, générant de l’énergie pendant plus de 100 heures », ont-ils indiqué. Le professeur Su-Il In déclare que leur cellule bêtavoltaïque est, jusqu’à présent, la première à utiliser un colorant pour atteindre une efficacité de conversion aussi élevée.

De belles perspectives d’avenir pour les batteries nucléaires

Les scientifiques du DGIST se disent enthousiastes quant aux résultats de leur recherche sur cette cellule bêtavoltaïque de nouvelle génération qui, selon eux, offrirait de belles perspectives d’avenir aux batteries nucléaires. Ils ont souligné cependant que les matières premières sont particulièrement coûteuses et difficiles à trouver. C’est la raison pour laquelle ils prévoient d’explorer une combinaison de composants cellulaires moins chers et offrant des performances comparables ou supérieures.

Les chercheurs coréens prévoient également d’améliorer les performances, la stabilité et la conception de la production de masse de leur cellule bêtavoltaïque, dans le cadre de recherches futures. « Nous explorons un nouvel horizon dans le domaine des dispositifs bêtavoltaïques et nous prévoyons que des rendements encore plus élevés seront possibles grâce à de nouvelles modifications, créant ainsi de nouvelles opportunités dans le domaine des batteries nucléaires », indique le professeur In. Que pensez-vous de ces recherches sur les batteries nucléaires ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .