L'Enrichissement Propre du Lithium Pourrait Révolutionner l'Énergie de Fusion
La quête de l'énergie de fusion, avec sa promesse d'une source d'énergie propre et abondante, a été un voyage long et difficile. Bien que les scientifiques aient réalisé des progrès significatifs dans la réalisation de la fusion à grande échelle, des obstacles subsistent, en particulier dans la production de combustible. La méthode actuelle d'enrichissement du lithium, un composant essentiel, s'est avérée être un danger environnemental. Cependant, des chercheurs au Texas pourraient avoir découvert une solution révolutionnaire : un moyen rentable et respectueux de l'environnement d'enrichir le lithium.
Une Découverte Fortuite
Une équipe de l'université Texas A&M a découvert ce procédé innovant en travaillant sur une méthode de purification des eaux souterraines contaminées par l'extraction de pétrole et de gaz. Leurs recherches, publiées dans la revue Chem, détaillent un processus électrochimique pour enrichir le lithium-6, un isotope clé utilisé dans les réacteurs à fusion.
Sarbajit Banerjee, professeur à l'ETH Zürich et à Texas A&M, a expliqué l'importance de leur travail : "La fusion nucléaire est la principale source d'énergie émise par les étoiles comme le Soleil". L'approche la plus pratique de la fusion sur Terre implique des isotopes de deutérium et de tritium. Le tritium, étant rare et radioactif, est actuellement "produit" dans les réacteurs en bombardant des isotopes de lithium avec des neutrons. Le lithium-6 est beaucoup plus efficace dans ce processus que le lithium-7, qui est plus courant.
L'enrichissement des mélanges de lithium naturels pour obtenir du lithium-6 a toujours été une tâche toxique. Banerjee a cité l'exemple de l'usine Y12 du Laboratoire National d'Oak Ridge, où les États-Unis ont produit du lithium-6 pour les armes thermonucléaires en utilisant du mercure liquide. Ce processus a entraîné le rejet de centaines de tonnes de mercure dans les cours d'eau, causant de graves dommages environnementaux qui persistent à ce jour.
Une Approche Plus Écologique de l'Enrichissement du Lithium
La nouvelle méthode de l'équipe de Texas A&M utilise un composé appelé zêta-V2O5, initialement développé pour le nettoyage des eaux souterraines. Ils ont observé que ce matériau isole sélectivement le lithium-6 des mélanges d'isotopes de lithium sans avoir besoin de substances nocives comme le mercure.
"Notre approche utilise les principes de fonctionnement essentiels des batteries lithium-ion et des technologies de désalinisation", a expliqué Banerjee. "Nous insérons des ions Li provenant de courants d'eau à l'intérieur des tunnels unidimensionnels de zêta-V2O5... notre éponge sélective Li a une préférence subtile mais importante pour 6Li sur 7Li qui permet un processus beaucoup plus sûr pour extraire le lithium de l'eau avec une sélectivité isotopique."
Cette avancée pourrait révolutionner la production de combustible pour les générateurs de fusion sans nécessiter de refontes majeures des réacteurs existants. Bien que l'énergie de fusion reste un effort difficile, Banerjee reste optimiste, affirmant que les progrès dans la conception technique, la science des matériaux et la physique des plasmas nous rapprochent de la réalisation du potentiel de l'énergie de fusion au cours des prochaines décennies.
Source: Gizmodo