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Une « batterie nucléaire » qui tient dans la main

par - source: Gizmag
L'effet thermoélectrique

Il s’agit d’un phénomène physique, basé sur les effets Seebeck, Peltier et Thomson, présent dans certains matériaux. Un matériau thermoélectrique va ainsi permettre de transformer de la chaleur en électricité. Dans les générateurs thermoélectriques à radio-isotope, le matériau utilisé est très souvent un alliage silicium-germanium (SiGe).

Ordinateurs portables, téléphones mobiles et autres appareils « nomades » : nous utilisons de plus en plus d’appareils transportables nécessitant une batterie ou un générateur électrique pour fonctionner. De nombreux types d’accumulateurs existent d’ailleurs (Ni-Cd, Ni-MH, Li-Ion, …), ou sont en cours de développement (Ni-Li, …).

Un RTG de la taille d’une pièce

Une équipe de chercheurs de l’université du Missouri, dirigée par le professeur Jae Wan Kwon, vient justement d’annoncer la mise au point d’un générateur thermoélectrique à radio-isotope (RTG : Radioisotope Thermoelectric Generator) de la taille d’une pièce de 5 cents, destiné à alimenter des systèmes micro ou nano électromécaniques.

Le principe est « assez » simple : il produit de l'énergie électrique grâce à la chaleur émise par désintégration radioactive en utilisant l’effet thermoélectrique.

Un mini-RTGUn semi-conducteur liquide

Si ce type de générateur existe depuis de nombreuses années (il a par exemple été utilisé par les sondes Voyager, ainsi que dans certains pacemakers), l’exploit réside dans la miniaturisation de ce système, ainsi que dans le type de semi-conducteur utilisé.

Alors que les RTG « classiques » utilisent un semi-conducteur solide, qui peut avec le temps être endommagé par le rayonnement, celui utilisé par ce RTG miniature est liquide et donc moins susceptible d’être détérioré. L’équipe cherche désormais à augmenter la puissance du système et à diminuer sa taille. A quand une autonomie de 30 ans pour nos ordinateurs portables ?

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Tremex 10/10/2009 17:18
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-5+

Il faut surtout voir quel isotope sera utilisé. Dans les années 70s, avant le développement de bonnes piles au lithium, on implantait des pacemakers au plutonium ! (Vous pouvez vérifier, il y en a un au Conservatoire National des Arts et Métiers). Interdits d'entrée aux USA (et donc leur propriétaire), plus agitation de la menace de voir des terroristes agresser les cardiaques pour récupèrer le combustible ... Bref, l'idée a été assez vite oubliée quand on a trouvé plus sûr.
Autre souci, les sources nucléaires sont durables mais très peu puissantes (par contre très énergétiques, mais sur 30 ans ...) : l'activité est généralement de quelques W thermiques par gramme, avant blindage et les pertes de conversion (10 % au mieux) --> on finit à quelques W ou dizaines de W/kg. Les lourds RTG de sondes spatiales alimentent à peine plus qu'une grosse ampoule. Et les isotopes sont coûteux, plus personne ne veut en fabriquer.

Dans l'ensemble, je reste sceptique sur l'acceptation du public et plus encore des administrations. Quoique dans un autre domaine, les sources lumineuses au tritium sont encore accessibles, par ex (puissance minuscule cependant).
A défaut, ça reste une belle performance technique.
Il faudrait aussi voir les articles originaux mais ça attendra un passage dans une BU.

Jin Kazama 10/10/2009 17:21
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-2+

J'imagine bien, lorsque les batteries explosereont dans nos portables :)

covnente85 10/10/2009 18:25
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Dawnrouille 10/10/2009 19:30
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-2+

D'abord merci à Tremex, c'est rare des commentaires aussi bons (je n'ai pas vérifier ce que tu dis, mais ça fait plaisir à lire).

Et sinon, mon pti commentaire de nulos:
une batterie de 30ans ou moins, pour des appareils dépassés en 2-4 ans puis obsolètes en moins de 10... coool. Les autres composants seront en panne que la batterie sera encore neuve ;)

Yannick G 10/10/2009 19:35
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-1+

Dawnrouille :
D'abord merci à Tremex, c'est rare des commentaires aussi bons (je n'ai pas vérifier ce que tu dis, mais ça fait plaisir à lire).Et sinon, mon pti commentaire de nulos:une batterie de 30ans ou moins, pour des appareils dépassés en 2-4 ans puis obsolètes en moins de 10... coool. Les autres composants seront en panne que la batterie sera encore neuve



C'était une peu ironique, hein :D

norb42 10/10/2009 20:50
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-0+

Citation :une batterie de 30ans ou moins, pour des appareils dépassés en 2-4 ans puis obsolètes en moins de 10... coool. Les autres composants seront en panne que la batterie sera encore neuve ;)


[Mode utopiste]
Ben dis toi que TOUS les constructeurs ce seront mis d'accord sur le format, la puissance et la forme des batteries, et donc si tu as un problème avec ton équipement tu pourras sans te poser de question acheter un nouvel équipement dans lequel tu mettras ton ancienne batterie qui durera encore de nombreuses années

Et quand elle sera vidée et que tu la ramèneras dans un quelconque supermarché, bureau de tabac(qui ne vendrons que des cigarette en chocolat car on aura enfin pris conscience de cette connerie ... mais cela est une autre histoire) ... donc tu la ramèneras et bien évidemment on t'en donnera un nouvelle gratuitement car tu as ramenée l'ancienne.

[/Mode utopiste]

Gaetan_8 10/10/2009 21:11
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-0+

norb42> Avec l'uniformisation des chargeurs et des écouteurs, pourquoi pas celle des batteries :-)

zorro3364 10/10/2009 21:25
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-1+

c'est dommage qu'il n'y ait aucune info sur les performances de la choses, puissance et durée de vie en particulier, ça aurait permis de se faire une idée de quoi on parle.

delphi_jb 10/10/2009 21:54
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-1+

Citation :c'est dommage qu'il n'y ait aucune info sur les performances de la choses, puissance et durée de vie en particulier, ça aurait permis de se faire une idée de quoi on parle.


On ne peut s'en tenir que sur les informations qui sortes des société en question. Mais comme l'a annoncé Tremex en premier commentaire, ce genre de pile tiendra probablement autant de temps que de de matière radioactive. donc la durée de vie ne sera pas un soucis.

La puissance par contre, de part sa nature, il en rayonne une moyenne intensité mais sur une très très longue période. maintenant, c'est a la production de créez un mini system dont le rendement depasse celle de la pile standart, sans quoi les accu seront trop imposant pour ce domaine.

Citation :J'imagine bien, lorsque les batteries explosereont dans nos portables


Elle est bien placé celle la... ;-)

mais bon, les matière radio active sont de nature assez stable et tant que tu ne sort pas du materiel de fission du parfait petit chimiste, celle "pile" ne devrait pas trop etre dangeureuse... ;-)


Je me mefierai plutot de la radioactivité elle meme ! bcp de personne n'install pas de LPG dans leur vehicule de peur à avoir a trainer perpetuellement une bonbonne de gaz dans le coffre. Alors de savoir qu'on traine un cousin de plutonuim dans le gsm...

delphi_jb 10/10/2009 22:00
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-1+

commercialiser en douce la planète en smartphone 3g au plutonium, c'est le meilleur moyen à SKYNET d'éradiquer les humains sur la terre.

Je vote non !

1815 10/10/2009 22:04
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-1+

bah, on a déjà les ondes WIFI, GSM, DECT, les satellites TV & autres qui arrosent 24h/24, alors une chtite pile au plutonium... moi ça me tente bien.

anonymous 10/10/2009 22:06
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-1+

franchement si le concept fonctionne, c'est la bombe atomique plus besoin des batteries en plastique qui durent 2 ou 3 heures.

parcontre je pensais que les matieres radioactives emmetaient des radiations, c'est pas le cas ici?

delphi_jb 10/10/2009 22:20
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-1+

Citation :bah, on a déjà les ondes WIFI, GSM, DECT, les satellites TV & autres qui arrosent 24h/24, alors une chtite pile au plutonium... moi ça me tente bien.


haaa ca yest, skynet a deja infiltré nos réseaux !

:-)

Tremex 10/10/2009 22:32
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-1+

Ma source principale : "l'énergie d'origine radioisotopique", compte-rendus d'une conférence de l'OCDE/AIEA vers 1972, trouvé il y a un certain nombre d'années à la BU de Rennes. Ça vient d'une époque où on croyait encore un peu au nucléaire triomphant, Three Mile Island n'était pas encore passé par là.
Et justement, malgré l'âge du bouquin, ça a assez peu évolué dans le domaine car rejet de la chose.
J'ai cité le plutonium mais c'est passé de mode car laisse des déchets, et rayonnement trop pénétrant (il traîne un peu de gamma et de neutrons) entre autres défauts. On tablerait (restons au conditionnel) plutôt sur le tritium (le prométhium a aussi été étudié). Ça ne "crache" que du rayonnement bêta (des électrons) "mous", pas plus énergétiques que ceux d'un tube cathodique, donc ça passe tant qu'on ne démonte pas la batterie.
Pour "rigoler", les russes fabriquaient des générateurs au strontium-90 pour alimenter des phares et balises isolés (sources blindées avec quelques quintaux d'uranium appauvri en prime, le rayonnement du strontium-90 est très pénétrant). Et depuis, il en manque. Pas que chez eux d'ailleurs, depuis Goiana on sait que le recyclage des sources médicales, notamment, peut être aléatoire.

Mais donc oui, une matière radioactive émet des radiations, par définition, donc la sécurisation de ces trucs-là promet d'être assez laborieuse. Quant à l'idée d'en emmener en avion ...

Remarquez, pour les longues durées c'est ça ou la pile au méthanol de Toshiba. Donc choisis ton camp, camarade : le nucléaire ou la lampe à alcool.

Tremex 10/10/2009 22:41
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-1+

Ajout : j'ai piqué le résumé de l'article original. Seize milliardièmes de watts, ça ne suffirait même pas pour une montre. Il y a du boulot, d'un facteur un milliard ...

"A liquid semiconductor-based radioisotope micropower source has been pioneerly developed. The semiconductor property of selenium was utilized along with a 166 MBq radioactive source of 35S as elemental sulfur. Using a liquid semiconductor-based Schottky diode, electrical power was distinctively generated from the radioactive source. Energetic beta radiations in the liquid semiconductor can produce numerous electron hole pairs and create a potential drop. The measured power from the microbattery is 16.2 nW with an open-circuit voltage of 899 mV and a short-circuit of 107.4 nA." ©2009 American Institute of Physics

anonymous 10/10/2009 23:30
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-1+

Une batterie atomique est une excellente alternative aux batteries classiques avec le blindage et la sécurité qui va avec. Le problème se situe au recyclage, obligatoire pour le nucléaire. Sachant qu'une pile sera jetée n'importe où, c'est même pas la peine d'y croire.

Yannick G 11/10/2009 07:47
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-1+

Tremex :
Ajout : j'ai piqué le résumé de l'article original. Seize milliardièmes de watts, ça ne suffirait même pas pour une montre. Il y a du boulot, d'un facteur un milliard ...



Citation :[...]destiné à alimenter des systèmes micro ou nano électromécaniques.

turlupin en ptard 11/10/2009 09:17
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-1+

Euuuhhh ! Yannick, quand tu te cites, fais gaffe ! ;)

Citation :de la taille d’une pièce de 5 cents, destiné à alimenter des systèmes micro ou nano électromécaniques.
Le rapport de taille entre la source d'énergie et le système à alimenter laisse rêveur.
Tu imagines, pour un facteur d'un milliard, un netbook ACER Aspire One 531 (25,5 cm x 18 cm x 1,9 cm) avec une batterie de 255.000 km de large, 180.000 km de long et 19.000 km d'épaisseur ? :D

1815 11/10/2009 10:29
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-0+

le monolithe dans 2001?

Gaetan_8 11/10/2009 10:51
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-1+

Je me réjouis de toutes ces recherches ... Au passage, il y a un gros débouché qui va très certainement faire évoluer les performances de nos portables : Les voitures électrique ...
L'apparition de plus en plus fréquente de quelques modèles par marque devrait pousser les équipementiers à faire des recherches pour augmenter l'autonomie :-)

djisux 11/10/2009 11:14
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-1+

Une batterie à la Terminator.

Yannick G 11/10/2009 11:48
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-1+

Citation :

Euuuhhh ! Yannick, quand tu te cites, fais gaffe ! ;)

Citation :de la taille d’une pièce de 5 cents, destiné à alimenter des systèmes micro ou nano électromécaniques.
Le rapport de taille entre la source d'énergie et le système à alimenter laisse rêveur.
Tu imagines, pour un facteur d'un milliard, un netbook ACER Aspire One 531 (25,5 cm x 18 cm x 1,9 cm) avec une batterie de 255.000 km de large, 180.000 km de long et 19.000 km d'épaisseur ? :D




Vu comme ça, effectivement [:rofl]

Intrus 11/10/2009 16:07
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-1+

Citation :

Citation :une batterie de 30ans ou moins, pour des appareils dépassés en 2-4 ans puis obsolètes en moins de 10... coool. Les autres composants seront en panne que la batterie sera encore neuve ;)


[Mode utopiste]
Ben dis toi que TOUS les constructeurs ce seront mis d'accord sur le format, la puissance et la forme des batteries, et donc si tu as un problème avec ton équipement tu pourras sans te poser de question acheter un nouvel équipement dans lequel tu mettras ton ancienne batterie qui durera encore de nombreuses années

Et quand elle sera vidée et que tu la ramèneras dans un quelconque supermarché, bureau de tabac(qui ne vendrons que des cigarette en chocolat car on aura enfin pris conscience de cette connerie ... mais cela est une autre histoire) ... donc tu la ramèneras et bien évidemment on t'en donnera un nouvelle gratuitement car tu as ramenée l'ancienne.

[/Mode utopiste]




Pas utopiste, naïf : on en est à la préhistoire en matière de stockage d'énergie. Les marges de progression sont monstrueuses. On découvre de nouvelles technologies décisives tous les 3 mois en ce moment.
Il n'y a absolument aucune chance pour qu'une batterie entrant en service dans les 20 prochaines années vaille quoi que que ce soit dix ans plus tard.
Ton "utopie" voudrait dire qu'on resterait au moins 10 ans au niveau minable actuel.

Sinon, échanger gratuitement de l'occasion contre du neuf c'est juste incompatible avec le système capitaliste (ça oui c'est utopique, mais pas d'un point de vue technologique).

Citation :

norb42> Avec l'uniformisation des chargeurs et des écouteurs, pourquoi pas celle des batteries :-)




T'es un peu hors sujet en fait : c'est pas si uniformisé que ça.
Dans le bas de gamme peut être, mais par exemple, il y a du matos audio qui semble extra-terrestres quand on s'y intéresse.
C'est surtout les systèmes de branchements qui sont relativement uniformes, pas la technologie qui est derrière.

tigrane 11/10/2009 17:41
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-0+

Dawnrouille :
D'abord merci à Tremex, c'est rare des commentaires aussi bons (je n'ai pas vérifier ce que tu dis, mais ça fait plaisir à lire).Et sinon, mon pti commentaire de nulos:une batterie de 30ans ou moins, pour des appareils dépassés en 2-4 ans puis obsolètes en moins de 10... coool. Les autres composants seront en panne que la batterie sera encore neuve



Qu'on nous sorte déjà des batteries capables de tenir 24 heures entre deux charges, et ça devrait couvrir presque n'importe quel besoin...

Tremex 11/10/2009 17:59
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-2+

Une voiture électrique nucléaire ? Il n'y a pas déjà eu une DeLorean à fusion froide dans les années 80s :-)) ? Par contre il lui fallait 2,21 gigowatts pour fonctionner, on en est loin ici.

norb42 11/10/2009 21:18
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-1+

Citation :Pas utopiste, naïf


Hum je crois que tu n'as pas compris le sarcasme ...

Mais même si tu prends ce que je dis au premier degré, sais tu ce qu'est une utopie ? Tu parles d'évolution ca n'a rien a voir avec ce que j'ai mis, je reprend juste le principe d'une évolution de notre façon de consommer en imaginant une batterie qui satisferai pleinement nos besoin (c'est pour cela que c'est une utopie d'ailleurs ...).

Donc toi aussi tu es un peu hors sujet ... ^^ et moi pas si naif que ca ^^

the_wisard 11/10/2009 22:03
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-1+

Tremex des réponse vraiment impressionnantes merci, pour la batterie faudra voire =) mais bon c'est pas pour tout de suite a mon avis =)

cesame 12/10/2009 09:26
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-1+

Tremex :
Par contre il lui fallait 2,21 gigowatts pour fonctionner, on en est loin ici.


Encore un qui a abusé du gigot aux haricots de Tati ce week-end ?

ultrabill 12/10/2009 09:33
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-1+

Citation :

Encore un qui a abusé du gigot aux haricots de Tati ce week-end ?


Encore un qui n'a pas vu ce film culte :o

zeb 12/10/2009 15:59
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-1+

Comme pour beaucoup de français, mon PC de bureau fonctionne déjà au nucléaire. Mais le coeur du réacteur est délocalisé dans une centrale, très sûre, nous assure-t-on. Soit. Mais là il faudrait incorporer une source radioactive à une machine portative que nous poserions sur nos genoux, juste à la verticale de nos gonades. Ne serait-ce pas plutôt un complot de contrôle de la population mondiale par la natalité ?

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