Alors que le Consumer Electronic Show – CES 2024 – bat son plein, une start-up chinoise a annoncé la mise au point d’une batterie qui devrait révolutionner le domaine de l’alimentation électrique.

En effet, Betavolt Technology a annoncé il y a quelques jours avoir conçu avec succès la première micro-batterie à énergie atomique au monde : la BV100.

Lors d’une conférence de presse, son PDG Zhang Wei a dévoilé une source d’énergie qui associe la décomposition de l’isotope nickel-63 et le premier module de semi-conducteur en diamant de Chine. Cette combinaison autorise une miniaturisation importante de la batterie tout en conservant des coûts de production faibles.

De dimensions réduites, 15x15x5 mm, plus petite qu’une pièce de monnaie, la batterie BV100 produit 100 microwatts d’énergie de manière sûre et stable pendant 50 ans sans nécessité de recharge. Elle génère de l’énergie chaque seconde, produisant 8,64 joules d’énergie par jour et 3 153 joules par an.

Son design modulaire a la capacité de connecter plusieurs batteries pour obtenir une puissance supérieure. Cette énergie stable et sans émission pourrait alimenter l’intelligence artificielle et les technologies autonomes, propulsant la prochaine révolution technologique.

Conception et fonctionnement

La batterie à énergie atomique est une source d’alimentation en courant continu qui utilise principalement le nickel-63 comme source d’énergie et un semi-conducteur en diamant comme convertisseur d’énergie. Elle est en mesure de produire une source d’énergie pulsée avec une durée de vie prolongée en ajoutant un supercondensateur comme stockage d’énergie.

La structure de base de cette batterie nucléaire comprend un convertisseur, un substrat, une source de nickel-63 et une couche de protection de la cellule.

Focus sur la batterie β-volt

La batterie β-volt en diamant nickel-63 est un convertisseur de semi-conducteur en diamant et une feuille de nickel-63 de 2 μm d’épaisseur empilés l’un sur l’autre, formant un module. Ce dernier est composé d’au moins deux convertisseurs et d’une couche de nickel-63, empilés continuellement pour former un groupe de modules.

La connexion en série ou en parallèle de plusieurs groupes de modules peut être configurée pour produire de quelques microwatts à quelques watts de puissance.

La taille minimale de la cellule d’énergie atomique est de 3x3x0.03㎜, et le taux de conversion d’énergie de la cellule atteint 8,8 %, avec une densité de puissance qui peut être augmentée en utilisant une source radioactive de nickel-63 de plus haute pureté.

Applications et sécurité

La société prévoit de lancer une batterie de 1W en 2025.

Avec l’approbation réglementaire, les batteries atomiques ont le potentiel d’alimenter des appareils comme les téléphones indéfiniment sans besoin de recharge. Elles peuvent également fournir une alimentation continue à des drones, qui ont actuellement des temps de vol limités à environ 15 minutes.

Contrairement aux batteries chimiques telles que les batteries au lithium-ion, les batteries à énergie atomique sont des batteries physiques avec une densité énergétique nettement supérieure – 1 gramme de batterie est capable de stocker 3 300 watt-heures d’énergie.

Par ailleurs, elles ne sont pas sujettes à l’inflammation ou à l’explosion en cas de perforation ou de dommages accidentels. En raison de leur nature auto-génératrice de 50 ans, les batteries atomiques ne sont pas limitées par la durée de vie des cycles comme les batteries chimiques, qui ont généralement environ 2 000 cycles de charge-décharge.

Les batteries à énergie atomique offrent également une génération d’énergie stable qui reste inchangée dans des environnements difficiles et face à des charges variables. Elles sont capables de fonctionner dans une plage de température de -60 à 120°C sans aucune modification de performance et ne subissent pas d’auto-décharge.

Betavolt affirme que les batteries atomiques sont complètement sûres, n’émettant aucune radiation externe. Cela les rend adaptées pour des dispositifs médicaux implantés dans le corps humain, tels que les stimulateurs cardiaques, les cœurs artificiels et les implants cochléaires.

Enfin, les batteries à énergie atomique sont respectueuses de l’environnement. Après la période de décomposition, la source radioactive, l’isotope nickel-63, se transforme en isotopes de cuivre stables, ne présentant aucune menace, danger ou pollution pour l’environnement. Au final, les batteries nucléaires ne nécessitent pas de processus de recyclage coûteux comme les batteries chimiques existantes.

En synthèse

La batterie à énergie micro-atomique de Betavolt Technology représente une étape significative dans le domaine de l’énergie durable et de longue durée. Avec ses applications potentielles dans les technologies mobiles et autonomes, cette innovation pourrait bien transformer notre approche de l’alimentation électrique et de la gestion de l’énergie. La promesse d’une source d’énergie sûre, stable et respectueuse de l’environnement ouvre des perspectives intéressantes pour l’avenir des dispositifs électroniques et médicaux.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce qu’une batterie à énergie micro-atomique ?

Il s’agit d’une batterie qui utilise la décomposition d’isotopes radioactifs pour générer de l’énergie, permettant une alimentation électrique de longue durée sans recharge.

Quelles sont les dimensions de la batterie BV100 ?

La batterie BV100 mesure 15x15x5 mm, ce qui la rend plus petite qu’une pièce de monnaie.

Combien de temps la batterie BV100 peut-elle fournir de l’énergie ?

La batterie BV100 est conçue pour fournir de l’énergie de manière sûre et stable pendant 50 ans sans nécessité de recharge.

Les batteries à énergie atomique sont-elles sûres ?

Oui, elles sont considérées comme sûres car elles n’émettent pas de radiation externe et ne sont pas sujettes à l’inflammation ou à l’explosion en cas de dommages.

Quel est l’impact environnemental des batteries à énergie atomique après leur durée de vie ?

Après leur durée de vie, les isotopes radioactifs se transforment en isotopes stables, sans menaces ni pollution pour l’environnement, éliminant le besoin de processus de recyclage coûteux.

Références

Légende illustration principale : La taille de la micro batterie par rapport à une pièce de monnaie. ©Betavolt Technology

Source: Betavolt Technology. / communiqué