Success Story : DIAMFAB et STMicroelectronics ont développé une batterie nucléaire diamant-tritium

Après quatre années de R&D collaborative dans le cadre du projet Tbatt-Diamond, DIAMFAB, membre de Nuclear Valley, et STMicroelectronics annoncent une avancée majeure dans le développement de petites batteries nucléaires.

Le consortium a réussi à concevoir un générateur beta-voltaïque diamant-tritium, capable de fournir de l’électricité en continu pendant 20 ans sans recharge ni maintenance.

Une petite batterie nucléaire beta-voltaïque

Une batterie beta-voltaïque basée sur le tritium est une petite batterie nucléaire qui convertit la désintégration naturelle du tritium — un isotope radioactif de l’hydrogène — en électricité à l’aide d’un matériau semi-conducteur, de la même manière qu’une cellule solaire convertit la lumière en énergie.

Comme le tritium se désintègre lentement et que son rayonnement est faible et facilement bloqué, ces générateurs peuvent fournir de l’énergie pendant de nombreuses années sans recharge ni maintenance.

Une technologie innovante

Combinant diamant synthétique avec du tritium recyclé provenant de l’industrie nucléaire, cette technologie ouvre la voie à une nouvelle génération de batteries nucléaires compactes, chimiquement inertes et mécaniquement robustes.

Ces sources d’énergie sont particulièrement adaptées aux applications qui exigent une longévité et une fiabilité extrêmes : capteurs distants, microsatellites, systèmes autonomes opérant dans des environnements extrêmes ou difficiles.

Par ce projet, ce consortium a démontré des cellules beta-voltaïques en diamant avec une efficacité de conversion de 10,5 %, atteignant une densité d’énergie de 15 nW/cm² lorsqu’elles sont associées à une source bêta.

Perspectives : vers 100 µW/cm³

L’objectif est aujourd'hui d’augmenter l’efficacité de conversion et la densité de puissance afin d’atteindre 100 µW/cm³. Cette progression permettra des applications pratiques plus larges dans les capteurs autonomes pour les infrastructures industrielles, la surveillance environnementale et d’autres domaines où une alimentation longue durée et sans entretien est primordial.

L'accompagnement de Nuclear Valley

Labellisé par le Conseil scientifique en 2021, ce projet a bénéficié de l’accompagnement de Nuclear Valley.

A propos

• DIAMFAB, un pionnier des technologies diamant semi-conducteurs ;
• STMicroelectronics (NYSE : STM), un leader mondial des semi-conducteurs.