Des chercheurs du Japan Atomic Energy Agency (JAEA) ont annoncé avoir développé la première batterie rechargeable à base d’uranium, utilisant cet élément chimique comme matériau actif pour stocker l’énergie. Le projet, dirigé par le centre de développement NXR de l’Institut de recherche en sciences nucléaires, vise à transformer les stocks d’uranium appauvri du Japon en une ressource énergétique utile. Un brevet a été déposé le 29 novembre 2024 sous le numéro JP2024-209096.
Une solution de stockage à partir d’un sous-produit nucléaire
L’uranium appauvri, résidu du processus d’enrichissement de combustible nucléaire, ne peut être utilisé dans les réacteurs actuels de type à eau légère. Le Japon en stocke actuellement environ 16 000 tonnes. Depuis le début des années 2000, des recherches avaient suggéré l’usage potentiel de cet uranium comme matériau actif pour batteries, mais aucune preuve expérimentale concluante n’avait été publiée jusqu’à ce jour.
La batterie développée intègre l’uranium comme électrode négative et le fer comme électrode positive. Le prototype a atteint une tension de 1,3 volt, proche de celle des piles alcalines standard. Testée sur dix cycles de charge et décharge, elle a démontré une stabilité fonctionnelle constante, indiquant un potentiel de cyclabilité prometteur pour des applications futures.
Vers une intégration au réseau d’énergies renouvelables
Les instabilités liées aux sources renouvelables telles que le solaire ou l’éolien nécessitent des dispositifs de stockage pour lisser la distribution d’électricité. La batterie à base d’uranium pourrait répondre à ce besoin si sa capacité est augmentée, notamment à travers le développement de systèmes à flux redox. Ces systèmes prévoient la circulation d’électrolytes et l’utilisation d’électrodes spécifiques pour renforcer l’autonomie et la puissance de stockage.
Cette approche s’inscrit dans un contexte de demande croissante pour des technologies de stockage innovantes capables d’accompagner la montée en puissance des énergies renouvelables. Le recours à une ressource déjà disponible et non valorisée offre un double avantage industriel : désengorger les stocks d’uranium appauvri et sécuriser l’approvisionnement énergétique en période de transition.
Un programme de recherche aux perspectives industrielles ciblées
Le projet de batterie uranium a été conduit par Kazuki Ouchi, assistant chercheur principal, Katsuhiro Ueno, chercheur, et Masayuki Watanabe, chercheur principal senior, tous membres de l’équipe spéciale pour le stockage d’énergie par batterie au sein de la JAEA. Les prochaines étapes visent l’intégration du système à échelle pilote et l’optimisation des cellules pour des usages industriels.
Les résultats obtenus à ce stade ne permettent pas encore une commercialisation immédiate, mais marquent une avancée technique notable dans la valorisation de sous-produits nucléaires. Le potentiel d’industrialisation de cette technologie dépendra des progrès réalisés en termes de sécurité, de performance cyclique à long terme et de coût d’intégration dans les réseaux énergétiques existants.
