Une « batterie diamant » radioactive pourrait alimenter des vaisseaux spatiaux pendant des milliers d’années

Des scientifiques britanniques ont réussi à créer la première batterie au carbone-14 au diamant, capable d’alimenter des appareils à faible consommation d’énergie comme les équipements de communication par satellite pendant plus de 5 000 ans.

La batterie est constituée de l’isotope radioactif carbone-14, enveloppé dans une fine couche de diamant synthétique. À mesure que le carbone 14 se désintègre, il émet des électrons. Le diamant agit comme un semi-conducteur, convertissant ces électrons en électricité. Étant donné que le carbone 14 a une demi-vie de 5 700 ans, les scientifiques s’attendent à ce que la batterie dure des millénaires.

L’Autorité britannique de l’énergie atomique (UKAEA) et l’Université de Bristol ont dirigé le développement, en partie grâce aux travaux de la première sur l’énergie de fusion. Cependant, le ples applications potentielles sont très variées.

Les piles diamant pourraient alimenter des stimulateurs cardiaques, des appareils auditifs, des montres, des puces informatiques — tout appareil à faible consommation dans des environnements où un remplacement fréquent des piles n’est pas possible.

Les ingénieurs pourraient également utiliser les batteries pour alimenter les équipements de communication d’engins spatiaux comme Voyager 1, l’objet construit par l’homme le plus éloigné dans l’espace. La NASA a lancé le satellite en 1977 et il envoie toujours des données vers la Terre. Cependant, son pouvoir ne devrait durer que jusqu’en 2036. L’ordinateur à bord de Voyager 1 est également alimenté par l’énergie nucléaire, sauf que sa batterie utilise l’isotope plutonium-238, qui a une demi-vie de seulement 87,7 ans. Si elle était équipée d’une pile diamant au carbone 14, la sonde aurait pu communiquer ses découvertes chez elle pendant des milliers d’années.

« Les batteries diamant offrent un moyen sûr et durable de fournir des niveaux de puissance continus en microwatts », a déclaré Sarah Clark de l’UKAEA.

Le rayonnement à ondes courtes du carbone 14 en décomposition ne présente aucun risque : il est entièrement absorbé par le boîtier en diamant, ont indiqué les chercheurs. La batterie peut également être recyclée à la fin de sa durée de vie, si quelqu’un est encore là à ce moment-là !

La partie diamant de la batterie a été cultivée sur le campus Culham de l’UKAEA, près d’Oxford, à l’aide d’une plate-forme de dépôt de plasma spécialement conçue à cet effet. Le carbone 14 a été extrait de blocs de graphite, un sous-produit facilement disponible des réacteurs à fission nucléaire.

Alors qu’il était encore tôt, Tom Scott, professeur de matériaux à l’Université de Bristol, a déclaré qu’ils étudiaient des partenariats industriels pour une commercialisation potentielle à l’avenir.

Scott a dirigé l’équipe qui a lancé les premières expériences sur les batteries au diamant en 2016. Il a même créé une entreprise, Arkenlight, à la suite de ces recherches.

« La décennie à venir sera consacrée à l’amélioration des performances énergétiques et à l’augmentation de la production », a déclaré Scott.