Le développement des batteries au tritium ou à l'uranium est en cours depuis longtemps. En 2011, la production de batteries d'une durée de vie de 20 ans a débuté aux États-Unis. Elles présentent une tension de 3 volts et un courant de décharge de 16 nanoampères, qui diminue progressivement jusqu'à 5 nanoampères.
Où est-il utilisé ?
La pile au tritium est utilisée dans :
- Stimulateurs cardiaques.
- Implants.
- Capteurs pour géologues et travailleurs du secteur pétrolier.
- L'industrie spatiale. Notamment dans le domaine des véhicules de recherche.
- Viseurs avec illumination.
- Pour le fonctionnement des indicateurs militaires.
- Aéronef.
Ces appareils nécessitent un faible courant mais un fonctionnement à long terme.
La batterie à uranium fonctionne à des températures allant de -40 à +80 degrés Celsius.
Principe de fonctionnement d'une batterie au tritium et recherches dans ce domaine
Son fonctionnement repose sur la désintégration du tritium, un isotope de l'hydrogène. Ce sujet a été exploré dès les années 1950. Des recherches ont été menées avec du nickel, du strontium et de l'yttrium. Cependant, ces matériaux n'ont rien donné de concluant.
Seul le tritium a permis d'obtenir le résultat escompté. Il peut générer un faible flux d'électrons, contribuant ainsi à la création d'une source d'énergie durable.
Dans la source d'énergie, les électrons se déplacent uniformément dans les deux sens. L'électricité est produite dans des plaquettes de silicium. Moins de 50 % des électrons sont capturés par interaction avec les jonctions p-n.
Pour résoudre ce problème, des scientifiques de l'Université de Rochester ont percé des trous à la surface de plaquettes de silicium. Le tritium remplit désormais complètement ces trous et est entièrement entouré de silicium.
La batterie au tritium ainsi obtenue peut résister à des températures de -50 °C à +150 °C pendant de longues périodes. Le tritium se désintègre en 12,262 ans. Résultat :
- Électrons
- Antineutrino
- Hélium 3
Du fait de leur faible énergie, les électrons peuvent facilement être piégés à l'aide de papier, de caoutchouc ou de tissu ordinaires.
Les fabricants ont veillé à la sécurité
Les piles au tritium possèdent un boîtier de haute qualité qui empêche les radiations de pénétrer dans l'environnement extérieur.
L'industrie extrait le tritium en l'irradiant avec des isotopes de lithium et des neutrons. Une autre technologie consiste à retraiter l'eau lourde (un modérateur de réacteur nucléaire).
En réalité, cet isotope n'est pas dangereux pour le corps humain. Son rayonnement ne pénètre que de quelques millimètres dans l'air. En revanche, s'il pénètre dans l'organisme par l'eau, il devient dangereux.
Fondée en 2005, CityLabs se spécialise dans la production de batteries au tritium. Son directeur, Larry Olsen, a créé une batterie à longue durée de vie dans les années 1970. Cette même entreprise a également développé la batterie NanoTritium, mise au point en 2018 et connue sous le nom de P100. D'une tension de 0,75 volt, elle produit une puissance de 75 nanowatts.
La borne positive est la broche 1 du microcircuit. La borne négative est la broche 15. Extérieurement, cette batterie ressemble à un microcircuit standard. Elle est fabriquée en boîtiers LCC68 et LCC44.
La batterie au tritium, contrairement à ses prédécesseurs plus récents et à durée de vie plus courte, présente un certain nombre d'avantages :
- La pression à l'intérieur du boîtier n'augmente pas.
- Aucune substance chimiquement active.
- Le corps n'est pas détruit.
- Résiste facilement aux chocs mécaniques.
- Les substances produites par le fonctionnement d'une pile au tritium ne sont pas toxiques.
Le seul inconvénient de ce type d'alimentation est son prix. Il varie actuellement considérablement, mais se situe aux alentours de 2 000 $.
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