Le Japon dévoile un nouveau concept de pile rechargeable à l’uranium
L’Agence japonaise de l’énergie atomique (JAEA) a développé la toute première « batterie rechargeable à base d’uranium ». En plus de permettre la valorisation de l’uranium appauvri, celle-ci pourrait devenir un moyen de contrôle de la production d’énergie renouvelable à l’avenir, selon l’agence.
Depuis quelques temps, des projets de batterie ou de pile nucléaires voient le jour à travers le globe. L’année dernière, la Chine avait annoncé le premier prototype de batterie miniature fonctionnant grâce à la désintégration nucléaire du nickel 63. Puis, quelques mois plus tard, la société californienne Infinity Power avait rejoint la course en dévoilant sa « petite pile bouton » utilisant elle aussi le même isotope. Un troisième concurrent vient de les rejoindre, puisque le Japon a partagé, en mars 2025, les premières informations à propos d’une batterie rechargeable à base d’uranium. Celle-ci semble par ailleurs avoir déjà passé avec succès les tests de charge et décharge selon le centre de développement NXR de l’Agence japonaise de l’énergie atomique, qui est à l’initiative du concept.
Recharge à l’uranium appauvri
Le Japon aurait trouvé une utilité à son stock d’uranium appauvri, évalué à environ 16 000 tonnes selon la JAEA. En effet, l’uranium appauvri (sous-produit de la phase d’enrichissement, avec une part d’uranium 235 très faible) n’est à ce jour pas utilisé dans les réacteurs de puissance. Plutôt que de définitivement le considérer comme un déchet, l’agence a alors cherché une possible application énergétique à cette matière, qui plus est dans un contexte mondial où les besoins d’électrification et de stockage ne cessent de croître.
L’uranium appauvri a des propriétés chimiques intéressantes et uniques qui font de lui un très bon élément pour les réactions d’oxydo-réduction au sein d’une pile [1]. La batterie de stockage l’utilise donc comme matériau actif pour l’électrode négative (anode) et a recours au fer comme matériau actif pour l’électrode positive (cathode). En fonctionnement, la tension a été évaluée à 1,3 volt (à titre de comparaison, la pile alcaline classique a une tension de 1,5 volt), permettant ainsi d’allumer une petite ampoule LED. Par ailleurs, elle est stable sur plusieurs cycles puisqu’elle a été chargée et déchargée dix fois, et ses performances sont restées quasiment inchangées jusqu’à la fin.
Des capacités accrues dans le futur
L’agence souhaite à présent augmenter les capacités de la batterie et développe ainsi des cellules à flux (batterie à flux redox) et un système de circulation d’électrolytes (solution dissolvant les matériaux actifs). « Plus précisément, nous examinerons s’il est possible d’augmenter la capacité en augmentant la quantité d’électrolyte en circulation et la concentration en uranium et en fer, et quels sont les matériaux optimaux pour les électrodes et les membranes qui composent la batterie de stockage », a déclaré la JAEA. « Si nous parvenons à augmenter la capacité des batteries de stockage à l’uranium et à les mettre en pratique dans la société grâce à l’uranium appauvri stocké au Japon, nous pouvons nous attendre à ce qu’elles jouent de nouveaux rôles, notamment dans l’ajustement de l’offre et de la demande pour les mégacentrales solaires. », a-t-elle ajouté. ■