De grands gains d'efficacité à partir de très petites choses
Les générateurs thermos-électriques prennent une différence de température et la transforment en énergie électrique. Chauffer une extrémité d'un matériau thermoélectrique entraîne l'éloignement des électrons de l'extrémité chaude vers l'extrémité froide. Les électrons passant du côté chaud vers le côté froid entraînent un courant électrique. Les dispositifs thermoélectriques constitués de différents matériaux sont déjà utilisés pour différentes applications, telles que des glaciaires portables et pour rafraîchir les sièges de voitures. Les chercheurs travaillant sur le projet INNOVTEG(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (An innovative very low-cost thermo-electric technology for large-scale renewable solar energy applications) ont cherché à ouvrir les matériaux thermoélectriques à davantage d'applications. Avec le soutien de l'UE, les chercheurs ont fait des progrès sur les performances des matériaux thermoélectriques nanostructurés. Les matériaux thermoélectriques peuvent transformer une différence de température en électricité mais un matériau thermoélectrique efficace générerait de l'électricité sans conduire la chaleur. La plupart des bons conducteurs électriques sont également de bons conducteurs thermiques. La solution d'INNOVTEG est basée sur des sulfures de métal de transition bon marché et abondants. Les rendements thermoélectriques de dizaines de matériaux différents (dont le NiCr2S4) ont été évalués et analysés et les meilleurs matériaux candidats ont été identifiés pour un développement ultérieur. Les performances de ces matériaux ont été améliorées grâce à des techniques de synthèse modernes, notamment la nanostructuration. De manière spécifique, les nanopoudres synthétisées de différents sulfures ont d'abord été caractérisées et ensuite consolidées en rondelles denses de matériaux thermoélectriques. La modélisation réalisée par l'équipe INNOVTEG a montré que les matériaux développés permettent la conception d'un système thermoélectrique adapté pour l'intégration. Le prototype de générateur thermoélectrique a été intégré dans un panel de test et testé au niveau de la sécurité et des performances. Le générateur thermoélectrique INNOVTEG devrait réaliser une production d'environ 30 W par mètre carré sur un éventail de conditions climatiques européennes. Ce faisant, la nouvelle technologie pourrait faire son entrée sur le marché avec l'industrie photovoltaïque existante.
