Un nouveau type de batterie alimentée par des déchets nucléaires

Le constructeur californien NDB, spécialiste en énergie verte, vient de dévoiler une batterie révolutionnaire : une batterie en nanodiamants autorechargeables, d’une durée de vie exceptionnellement longue ! Elle peut être déclinée pour tous les usages : du téléphone portable à la voiture électrique, en passant par de petits capteurs industriels. Et ce n’est pas tout : ce type de batterie serait moins cher à produire que les batteries lithium-ion couramment utilisées aujourd’hui. En bref, si NDB dit vrai, cette innovation pourrait véritablement bouleverser le secteur de l’énergie.

Cette batterie vient tout juste de passer des tests d’efficacité au Lawrence Livermore National Laboratory et à l’Université de Cambridge. Les résultats sont plutôt satisfaisants, car elle s’est montrée capable de gérer une charge de 40%. Ses concepteurs estiment qu’une fois aboutie, leur technologie pourrait mener au développement de batteries d’une durée de vie de 10 à 28’000 ans !

Une batterie qui n’a pas besoin d’être rechargée

« Imaginez un monde où vous n’auriez pas du tout à recharger votre batterie pour la journée. Imaginez maintenant que ce soit pour la semaine, pour le mois… Et pendant des décennies ? C’est ce que nous pouvons faire avec cette technologie », a déclaré Neel Naicker, porte-parole de NDB. Aux dires du PDG, Nima Golsharifi, la batterie d’une voiture électrique pourrait fonctionner pendant environ 90 ans sans devoir être rechargée ! Présenté de cette façon, c’est certain, le projet fait rêver…

Mais que sont les batteries en nanodiamants exactement ? Le carbone 14 — un isotope radioactif du carbone — est un déchet nucléaire extrêmement polluant, difficile à stocker et de très longue demi-vie (plus de 5700 ans !). NDB (pour Nano Diamond Battery) a donc entrepris de fabriquer un nouveau type de batterie à partir de ces déchets nucléaires : la société récupère des pièces de réacteurs nucléaires en graphite, devenues radioactives, qui constituent une grande partie des déchets. Le graphite est en effet utilisé comme modérateur et réflecteur de neutrons, pour augmenter l’efficacité du réacteur. Ensuite, elle le purifie pour créer de minuscules diamants au carbone 14.

Le diamant est un excellent semi-conducteur et un dissipateur de chaleur ; il convertit les électrons énergétiques — émis par le carbone 14 — en électricité. Il collecte cette énergie et la transporte vers l’extérieur. Le traitement développé par NDB permet une extraction plus efficace de la charge électrique du diamant : ce dernier peut atteindre une efficacité de collecte de charge de près de 100%. Lors des récents tests effectués, la batterie a pu atteindre un rendement de 40%, ce qui est déjà remarquable comparé aux 15% observés dans le cas d’un diamant standard.

Pour empêcher les fuites de rayonnement et former une couche protectrice ultrarésistante, cette structure en diamant de carbone 14 est recouverte d’une seconde couche de diamant de carbone 12 (non radioactif). Une cellule de batterie NDB est ainsi constituée de plusieurs couches de nanodiamants empilées, stockées sur un mini circuit intégré comprenant un supercondensateur ; ce dernier est chargé de collecter, stocker et distribuer la charge. De vrais petits générateurs nucléaires en somme.

Certes, cette batterie est constituée d’éléments radioactifs, mais aucune crainte à avoir : elle émet moins de rayonnement que le corps humain ! Pour rappel, la radioactivité naturelle de notre organisme — due à la présence de carbone 14 et de potassium 40 — est d’environ 8000 Bq (soit 8000 désintégrations par seconde). En outre, ses concepteurs affirment qu’elle est indestructible et serait sans danger en cas d’accident de voiture par exemple. Elle pourrait même être utilisée pour les appareils de stimulation cardiaque ou d’autres implants électroniques.

Cette technologie peut être adaptée à toutes les normes actuelles d’accumulateurs : AA, AAA, 18650 (utilisée pour les cigarettes électroniques notamment), 2170 (batteries de voiture), etc. De plus, la batterie sera proposée à un prix très compétitif : malgré toutes ses qualités et les avantages qu’elle procure, elle pourrait même être moins chère que les batteries lithium-ion actuelles. Pourquoi ? Parce que de nombreux industriels seront plus que ravis de se débarrasser de leurs déchets nucléaires (et paieront pour cela…).

Et s’il s’avérait que la production à grande échelle de cette batterie consomme la totalité de la réserve mondiale de déchets nucléaires — 34 millions de m³, dont le stockage et l’élimination coûtent plus de 100 milliards de dollars —, NDB affirme qu’elle pourrait créer son propre carbone 14, de manière simple et rentable !

Un impact environnemental proche de zéro

Voilà donc le produit de rêve proposé par NDB : une batterie qui n’a jamais besoin d’être rechargée, qui dure plusieurs dizaines d’années et qui peut s’adapter à tous les usages (électronique domestique, véhicules électriques, appareillage médical, etc.). En outre, les concepteurs de cette batterie révolutionnaire précisent que si une partie de la cellule venait à tomber en panne, la structure en nanodiamants peut être recyclée et réutilisée dans une autre cellule. Sa durée de vie peut atteindre 28’000 ans si elle est utilisée pour alimenter un capteur de faible puissance ; passé cet ultime délai, la batterie ne laissera derrière elle que des « sous-produits inoffensifs » selon NDB.

Le potentiel de cette batterie est véritablement exceptionnel, tant en matière de performance que de développement durable. Comme l’explique le Dr John Shawe-Taylor, professeur à l’University College London et président du programme Intelligence artificielle de l’UNESCO, elle pourrait être une solution à l’un des plus importants problèmes environnementaux de notre siècle : « NDB a le potentiel de résoudre le problème mondial majeur des émissions de carbone d’un seul coup, sans projets d’infrastructure coûteux, sans coûts de transport de l’énergie ou d’impacts environnementaux négatifs associés à des solutions alternatives ».

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Cette capacité à fournir de l’énergie sur de très longues périodes sans nécessiter de recharge, de ravitaillement ou d’entretien, ajoutée à un impact environnemental et des coûts de transport d’énergie proches de zéro, fait de la batterie NDB la solution idéale pour répondre aux besoins énergétiques mondiaux.

Les premiers tests étant concluants, la société est prête à développer un prototype commercial dès que ses laboratoires — mis en pause depuis la pandémie de COVID-19 — tourneront normalement. Une version commerciale de faible puissance devrait être mise sur le marché dans moins de deux ans ; il faudra attendre cinq ans pour une version haute puissance. Les premiers clients, des grands noms de la filière nucléaire et du secteur de la défense et de l’aérospatial, viennent de signer pour bénéficier des premiers prototypes.

Source : NDB