Le silicium pour des generateurs d'electricite a tres longue duree de vie

Une equipe comportant des chercheurs des universites de Rochester, de
Toronto, de l’institut de technologie de Rochester et de l’entreprise
BetaBlatt a mis au point, sur financement de la NSF dans le cadre de son
programme SBIR, une diode de silicium poreux, qui transforme de bas
niveaux de radiation en electricite. Elle pourrait servir dans des
generateurs d’electricite a tres longue duree de vie, jusqu’a plusieurs
decennies, pour les systemes difficilement accessibles et a faible
consommation. Un tel systeme, bien que ne produisant qu’un millieme de
la puissance d’une pile chimique classique, serait plus efficace,
potentiellement moins cher et plus facile a fabriquer (la technique de
fabrication est directement derivee de la fabrication des
semiconducteurs classiques, la mise en oeuvre de procedes de production
industriels devrait donc etre aisement maitrisee). La source d’energie
d’un tel generateur est le tritium, un isotope de l’hydrogene qui libere
des electrons par desintegration beta du neutron. Les semi-conducteurs
de silicium poreux generent de l’electricite en absorbant les electrons
ainsi liberes. Le systeme issu de cette diode n’est ni le premier
generateur de courant utilisant une source radioactive, ni le premier a
utiliser le tritium. La structure poreuse creee dans le wafer permet en
revanche une avancee importante : le reseau de pores developpe (cree
dans le wafer de silicium d’un demi millimetre d’epaisseur) permet
d’augmenter sensiblement la surface exposee rendant l’appareil 10 fois
plus efficace que les systeme betavoltaiques qui existaient jusque la.
Lors des premiers tests, presque tous les electrons liberes par la
desintegration beta de neutrons du tritium ont etes absorbes dans des
micro-puits d’un micron de diametre et 40 microns de profondeur.
L’utilisation du tritium comme source d’energie a des avantages en ce
qui concerne la securite et le conditionnement : il permet l’utilisation
de conteneurs tres fins. Par ailleurs, l’equipe prevoit d’integrer le
tritium dans du plastique afin d’eviter toute fuite pouvant contaminer
l’environnement. Le generateur ainsi cree pourrait etre plus adapte que
les piles chimiques classiques lorsque la puissance demandee est faible.
Sa structure est robuste et il fonctionnerait de -100 a 150.C. Sa longue
duree de vie pourrait, selon les chercheurs qui l’ont mis au point, le
destiner aux capteurs structurels sur les ponts, au materiel de mesures
climatologiques et aux satellites, mais aussi a des pacemakers,
defibrillateurs et autres equipements medicaux.