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Nanoparticle based direct absorption oscillating heat pipes for solar thermal systems

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Les améliorations apportées par la nanotechnologie à l'énergie solaire

Pour rester pertinent, le secteur de l'énergie solaire doit faire l'objet d'améliorations et d'innovation pour la production d'électricité. Les chercheurs ont amélioré les systèmes de production d'énergie solaire grâce à des nanotechnologies et des caloducs de pointe.

Énergie
Recherche fondamentale

La conception d'une technologie d'énergie solaire durable est très importante pour l'énergie de demain. Face à une diminution des carburants fossiles et la menace croissante du réchauffement climatique, les technologies renouvelables et durables doivent pouvoir répondre à la demande. Le projet NANODAOHP (Nanoparticle based direct absorption oscillating heat pipes for solar thermal systems), financé par l'UE, a fait en sorte de venir à bout des restrictions de la technologie thermique et solaire grâce à la nanotechnologie et au changement de phase. Les chercheurs ont systématiquement analysé les problèmes de rendement associés au prototype, de la formule de nanofluide à absorption directe aux performances des caloducs oscillants. Grâce à cette technologie novatrice, les chercheurs ont utilisé des nanoparticules à absorption directe pour venir à bout des limites de transfert de chaleur en surface afin d'absorber l'énergie solaire directement dans le liquide caloporteur. NANODAOHP a opté pour des nanoparticules d'or (Au), d'argent et de cuivre (Cu) à absorption directe pour cette application. Ils ont préféré ces matériaux en raison de leur importante résonance plasmonique de surface. Les chercheurs ont aussi privilégié les bulles de vapeur dans des caloducs oscillants, au détriment des pompes, pour le transfert des liquides. L'équipe a procédé à une étude afin de venir à bout des lacunes de ce nouveau concept et à la formule de nanofluide direct quant à ses performances dans le caloduc oscillant. Les chercheurs ont observé que l'absorption pouvait être augmentée à l'aide de nanofluides hybrides tels qu'Au-Cu. Ils ont constaté que le nanofluide hybride Au-Cu améliorait la conversion photothermique sur toute la plage de lumière visible. Sous des rayons ciblés, NANODAOHP a observé une forte production de vapeur, ce qui favorise le démarrage et le fonctionnement du caloduc oscillant. NANODAOHP a fabriqué des caloducs oscillants en métal et transparents. Ils ont constaté que les performances du nouveau système dépendaient largement du type de nanoparticule, de la morphologie et des concentrations. Grâce à ces résultats, plusieurs collaborations à long terme entre la Chine et l'Europe ont été mises en œuvr. Cela favorisera un échange de connaissances majeur en Europe, notamment dans le secteur des caloducs.

Mots‑clés

Énergie solaire, NANODAOHP, absorption directe, caloducs, formule de nanofluides

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