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Le stockage de l'énergie solaire avec de la cire

Le stockage de l'énergie, lorsqu'il est intégré à des sources d'énergie renouvelables présentant un apport variable, comme c'est le cas de l'énergie solaire, peut aider à fournir une énergie constante. Il est également considéré comme l'une des solutions les plus prometteuses pour réduire les émissions de carbone. Des scientifiques financés par l'UE ont étudié une nouvelle classe de matériaux à changement de phase qui semblent capables de stocker efficacement la chaleur latente.
Le stockage de l'énergie solaire avec de la cire
Les matériaux à changement de phase stockent l'énergie au moment de la transition de phase de l'état solide à l'état liquide et libèrent cette énergie lors du phénomène inverse. Une fois la température de transition atteinte, le matériau continue d'absorber de grandes quantités de chaleur à une température presque constante. C'est ce que l'on appelle la chaleur latente de la transition.

Dans le cadre du projet ENTAS (Enhancing thermal properties of PCM using nano materials), financé par l'UE, des scientifiques ont étudié de nouveaux matériaux composites à changement de phase présentant des propriétés thermo-physiques améliorées. Ils ont examiné minutieusement plusieurs matériaux composites, notamment la cire de paraffine et l'acide laurique mélangés à deux types de graphite expansé. Le changement de phase fait de la paraffine un matériau adapté à la capture de l'énergie thermique, à l'approvisionnement en eau chaude et au chauffage ambiant.

Les activités du projet ont consisté principalement à réaliser des analyses microstructurelles et morphologiques de la paraffine à changement de phase en faisant varier la concentration d'additifs de carbone. Les résultats ont aidé les scientifiques à établir un lien entre les propriétés structurelles et thermo-physiques des matériaux composites à changement de phase. L'équipe a eu recours à une technique thermoanalytique pour mesurer la chaleur latente des matériaux composites à changement de phase.

Grâce à l'analyse par spectroscopie infrarouge, le projet ENTAS a également étudié l'effet de la distribution et de la concentration sur des propriétés thermiques telles que la conductivité thermique. Pour la première fois, les scientifiques ont observé l'interaction intermoléculaire entre la paraffine et le graphite expansé. C'est cette interaction qui serait selon eux responsable de la plage de températures plus étroite entourant leur température de changement de phase. Une mise en œuvre à des intervalles de température très réduits favorise le stockage de chaleur latente étant donné que la densité de stockage augmente.

Les matériaux composites à changement de phase absorbant une grande quantité d'énergie et offrant une capacité de stockage élevée, ils permettent de concevoir des systèmes compacts capables de conserver l'énergie sous forme de chaleur latente. Le stockage d'énergie peut contribuer à une meilleure utilisation de l'énergie renouvelable dans le réseau électrique puisqu'il équilibre l'offre et la demande d'électricité. De cette manière, l'énergie produite est stockée lorsque les conditions sont favorables à la production d'énergie renouvelable et que la demande est faible.

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Thèmes

Life Sciences

Mots-clés

Énergie solaire, cire, matériaux à changement de phase, chaleur latente, ENTAS