Comment les déchets nucléaires et les diamants peuvent économiser les batteries des smartphones

La science-fiction est devenue réalité à mesure que nous transportons dans nos poches des téléphones qui agissent comme de petits ordinateurs. Pourtant, même à mesure que la technologie progresse, nous sommes freinés par la source d’énergie derrière la technologie, ce qui limite les avantages que représentent ces appareils. À partir du moment où on allume un appareil, l’horloge tourne à mesure que la batterie se dégrade et perd de sa capacité. Au quotidien, s'assurer qu'une batterie est chargée et prête à fonctionner est un véritable casse-tête, et nous oublions tous de la brancher pendant la nuit de temps en temps.

Pour moi, en tant que créateur de contenu et avec des caméras, drones, comprimés, microphones et autres appareils à garder chargés, il peut devenir une véritable corvée de s'assurer que tous mes appareils électroniques fonctionnent lorsque j'en ai besoin. Pour aggraver les choses, sur de nombreux téléphones et autres appareils mobiles, le remplacement de la batterie est difficile, voire carrément impossible. Mais une solution se profile à l’horizon. Un jour prochain, une révolution des batteries arrivera, utilisant une combinaison improbable de déchets nucléaires et de diamants.

Pourquoi les batteries des téléphones d’aujourd’hui posent problème

Du début à la fin du cycle de vie de nos appareils électroniques, les batteries posent de nombreux problèmes. L’extraction du lithium et d’autres composants des batteries que nous utilisons actuellement est une activité sale et destructrice, tout comme le raffinement de ces matériaux rares. À mesure que la demande augmente, ces impacts affecteront de plus en plus nos paysages sauvages, avec des conséquences potentiellement désastreuses.

Une fois que nos batteries sont mortes, elles et les appareils qu'elles alimentent très souvent finissent par pourrir dans les décharges. Parfois, nos déchets électroniques sont expédiés à l’étranger, où ils sont ensuite récupérés ou brûlés de manière maladroite, et finissent dans l’air et dans l’eau. Seul un petit pourcentage de nos appareils électroniques mis au rebut est réellement recyclé de manière responsable. Si seulement les batteries ne se dégradaient pas aussi rapidement, ces déchets pourraient être considérablement réduits.

Comment la technologie nucléaire pourrait être notre solution

De toutes les nouvelles technologies de batterie prometteuses sur lequel on travaille aujourd'hui, le plus passionnant doit être celui des batteries nucléaires. Non seulement de telles batteries dureraient potentiellement des dizaines, des centaines, voire des milliers d’années, mais elles produiraient également leur propre énergie à partir des radiations. Dans un avenir pas si lointain, nos batteries pourraient non seulement durer plus longtemps que nos téléphones et éventuellement dépasser notre propre durée de vie plusieurs fois, mais elles n’auraient jamais besoin d’être rechargées.

Comme si le concept de batteries nucléaires Cela ne pourrait pas paraître plus fou, ceux qui pourraient un jour se retrouver dans nos téléphones et nos voitures seraient en réalité constitués de nanodiamants artificiels. Qualifier la science derrière ces batteries de nanodiamants de complexe est un euphémisme. Essentiellement, dans les termes les plus simples possibles, les éléments radioactifs sont extraits des déchets nucléaires et enfermés dans des diamants par dépôt chimique en phase vapeur. Le diamant agit alors comme un transducteur pour transformer le rayonnement en électricité.

Outre leur longévité et leur capacité d’auto-recharge, les batteries nucléaires révolutionneraient la conception des smartphones. Ils feraient ports de chargement inutile, les téléphones pourraient donc être entièrement étanches et rendus beaucoup plus résistants que jamais. Il est également concevable, à mesure que les diamants artificiels deviennent moins chers à produire, que nos téléphones soient bientôt recouverts de diamant et donc pratiquement indestructibles.

Au-delà des téléphones, ces batteries nucléaires pourraient potentiellement alimenter tous les appareils électroniques que nous utilisons aujourd’hui. Des montres intelligentes et écouteurs aux voitures, drones et même robots. Une fois que vous commencez à y réfléchir, vous réalisez que les batteries aux nanodiamants ont le potentiel de changer de nombreuses choses. aspects de notre technologie qui sont freinés par les limites de notre batterie actuelle, profondément défectueuse conception.

L'entreprise tente de faire des batteries nucléaires une réalité

L'une des principales entreprises développant cette technologie est NDB, un acronyme qui signifie « Nano Diamond Batteries ». Selon les mots du Dr Nima Golsharifi, PDG de NDB, interviewé pour un épisode de Podcast Énergie Cast: « Pour parler métaphoriquement, c’est similaire aux panneaux solaires; la différence est que le NDB génère de l’électricité en utilisant le rayonnement de matières radioactives au lieu de la lumière du soleil. »

Les batteries au diamant constituent également une solution possible aux problèmes longtemps négligés liés à l’élimination des déchets des centrales nucléaires à fission. D’énormes quantités de ces matières hautement dangereuses existent partout dans le monde, et leur stockage ou leur élimination coûtent incroyablement cher. Mais ces déchets sont également riches en énergie, et c’est ce qui alimente les batteries nucléaires que NDB développe.

Comme le dit le Dr Golsharifi: « Les solutions NDB, et l'objectif de notre entreprise, sont de faire bon usage de ces sous-produits et de résoudre les problèmes de déchets nucléaires, et à son tour, aider l'environnement en promouvant l'énergie nucléaire qui est une source propre, et en retour soutenir la société en créant une sorte de circulaire économie."

Bien sûr, une question logique que vous pourriez vous poser est la suivante: si ces batteries sont sûres ou non. Il existe une stigmatisation autour de tout ce qui a trait à l’énergie nucléaire, ce qui constitue un obstacle potentiel à l’adoption de cette technologie, mais le Dr. Golsharifi estime que cette peur peut être surmontée grâce à l'éducation: « Peu de gens savent que la plupart des détecteurs de fumée contiennent des substances radioactives. matériel; pourtant, ils les ont chez eux sans aucun problème.

Le rayonnement des batteries nucléaires est enfermé en toute sécurité dans ces minuscules diamants. « Nous disposons d’un système de verrouillage des transducteurs qui empêche l’accès à l’isotope en vrac et son utilisation à des fins autres que la source d’alimentation du NDB. Nous le faisons spécifiquement par l'implantation ionique à l'échelle nanométrique de radio-isotopes dans notre structure, ce qui nous permet de répondre à diverses exigences en matière de sécurité des consommateurs », explique le Dr Golsharifi.

NDB a mené des recherches approfondies pour garantir que ses batteries sont suffisamment sûres pour être utilisées dans des produits tels que les téléphones et les voitures. À bien des égards, les batteries NDB ne produisent pas d’émissions ni de rayonnements nocifs. Les batteries nucléaires composées de diamants presque indestructibles sont probablement plus sûres que les batteries lithium-ion, qui sont connues pour exploser et prendre feu.

Une autre question pertinente est celle du coût. Après tout, nous parlons d’un produit composé à la fois de diamants et de matières nucléaires. Cependant, le coût est déjà en baisse, passant de 2,4 millions de dollars par kilogramme à 40 000 dollars en 2018 (selon le Dr Golsharifi). NDB s’attend à ce que le prix baisse encore davantage avec la production de masse, commençant par être plus cher que le lithium-ion et diminuant avec le temps, pour finalement atteindre un prix compétitif par rapport au lithium-ion.

Même si elles sont initialement plus chères que les batteries traditionnelles, ne seriez-vous pas prêt à payer un supplément? pour un téléphone que vous n'avez jamais besoin de recharger? Une voiture qui n’a jamais besoin d’être ravitaillée? Des appareils qui non seulement ne fonctionnent jamais à sec, mais qui revendent leur jus au réseau ou qui réduisent votre facture d'électricité domestique ?

Les batteries nanodiamant n'ont jamais besoin d'être rechargées, durent plus longtemps que les appareils qu'elles alimenteraient et sont sûres pour une utilisation dans des produits de consommation, et aiderait à répondre à la question séculaire de savoir que faire de notre énergie nucléaire déchets.

Des gadgets nucléaires à venir en 2023

Alors, quand peut-on s’attendre à voir les batteries nucléaires arriver sur le marché? NDB a déjà effectué des tests de validation de principe et a l'intention de disposer d'un produit fonctionnel d'ici 2023. Arkenlight, une autre entreprise de batteries aux nanodiamants, utilise déjà des batteries nucléaires de faible puissance dans des équipements de surveillance du volcan Stromboli et d'un site de déchets nucléaires au Royaume-Uni. Il faudra attendre encore un peu avant que les premières batteries aux nanodiamants arrivent dans nos smartphones, et probablement bien plus longtemps avant qu’elles alimentent nos voitures.

Même si nous finissons par attendre cinq à dix ans pour que cette technologie devienne monnaie courante, ce n’est pas le moment pour une avancée aussi révolutionnaire. Bien sûr, il convient également de reconnaître à quel point une technologie de pointe comme celle-ci peut être imprévisible. Cependant, étant donné que les données scientifiques sous-jacentes sont solides et que des mises en œuvre mineures de ces batteries sont déjà en cours. sur le terrain, je vois une bonne raison d'être optimiste: un jour prochain, nos batteries dureront plus longtemps que nos batteries. Téléphone (s, et n'a jamais besoin d'être rechargé.