Alors que la lutte contre le changement climatique devient de plus en plus pressante, la recherche d'alternatives aux combustibles fossiles est primordiale. L'énergie nucléaire, bien qu'elle soit une source d'énergie décarbonée, pose le problème épineux de la gestion des déchets radioactifs. C'est pourquoi une équipe de chercheurs de l'Université d'État de l'Ohio, dirigée par Raymond Cao, a proposé une approche novatrice : utiliser le rayonnement gamma émis par les déchets nucléaires pour alimenter une batterie. Les résultats de cette recherche, publiés dans la revue Optical Materials : X, pourraient transformer notre façon de voir le stockage d'énergie dans des contextes extrêmes, notamment pour des microcapteurs.

Récemment, des études ont révélé une diminution préoccupante de l'efficacité des écosystèmes à absorber le dioxyde de carbone, soutenant l'idée que le réchauffement climatique progresse rapidement, souvent plus vite que prévu par les modèles. Les combustibles fossiles restent la principale source des émissions de gaz à effet de serre, représentant 75% des émissions mondiales, avec un impact direct sur notre climat.

Actuellement, l'énergie nucléaire contribue à environ 10 % de la production mondiale d'électricité et près de 20 % du mix énergétique américain. Si cette énergie permet de réduire les émissions de gaz à effet de serre, la gestion des déchets radioactifs représente un défi énorme. En effet, ces déchets sont souvent conservés dans des piscines de refroidissement ou enfouis dans des installations spécialisées.

Le dispositif mis au point par l'équipe de Cao exploite des cristaux scintillateurs qui absorbent les rayonnements gamma et les convertissent en lumière, laquelle est ensuite transformée en électricité grâce à des cellules photovoltaïques. Bien que le prototype actuel ne soit pas encore capable d'alimenter un réseau électrique complet, il produit déjà plusieurs centaines de nanowatts, atteignant jusqu'à 1,5 microwatt, en fonction du matériau radioactif utilisé. Par exemple, le cobalt 60 a permis de maximiser la sortie d'énergie, offrant un potentiel prometteur pour alimenter des capteurs de petite taille.

Ces avancées pourraient permettre d'alimenter de manière autonome les capteurs de surveillance dans les installations où sont conservés ces déchets, diminuant ainsi le besoin d'interventions humaines dans des zones potentiellement dangereuses. Ibrahim Oksuz, un ingénieur de l'équipe, souligne que ce procédé, bien que naissant, a un fort potentiel et qu'ils travaillent déjà sur des modèles de plus grande échelle.

L’idée de recyclage des déchets nucléaires pour la production d’énergie n’est pas nouvelle. Des recherches précédentes, comme celles menées par une équipe de l’Université de Bristol en 2020, ont exploré la possibilité de transformer le carbone 14 contenu dans le graphite usagé en batteries au diamant, contribuant à réduire la radioactivité des matériaux à éliminer. Cela souligne l'importance de développer des solutions innovantes permettant de transformer un déchet en ressource.

Bien que le projet actuellement en cours auprès de l'Université d'État de l'Ohio soit encore expérimental, il illustre l'énorme potentiel que pourrait avoir une réutilisation intelligente des déchets nucléaires. L'approche de redéfinir le statut des déchets nucléaires en tant que source d'énergie pourrait jouer un rôle significatif dans notre avenir énergétique, selon Oksuz.