De l'énergie à partir de la chaleur résiduelle
Les combustibles se révélant coûteux tant financièrement qu'en termes d'effets sur l'environnement, ils constituent un choix idéal pour l'amélioration des rendements. Une grande partie de l'énergie utilisée dans les camions, les avions et les usines est perdue. Le chiffre de cette perte pourrait atteindre 70 % de l'énergie chimique du pétrole. Des modules légers et performants utilisés pour les tuyaux d'échappement peuvent convertir une partie de cette perte de chaleur en électricité. Le projet THERMOMAG («Nanostructured energy-harvesting thermoelectrics based on Mg2Si») vise principalement les camions, les centrales électriques et les usines parce qu'ils présentent un énorme potentiel d'amélioration. L'objectif scientifique principal est de comprendre le comportement des matériaux thermoélectriques (TE) sur la base du Mg2Si, de la composition initiale aux propriétés finales. Les techniques de traitement et les structures formées, tant aux niveaux micro que nano, sont particulièrement intéressantes. Parmi les nombreuses réalisations du projet à ce jour, citons l'analyse de la chaîne d'approvisionnement pour le magnésium et le silicone, une analyse du cycle de vie et une analyse de rentabilité pour les camions et les voitures. Les chercheurs ont étudié le dopage de type n et de type p et ont sélectionné des siliciures de manganèse supérieurs comme matériaux alternatifs de type p. Les tests de THERMOMAG impliquaient également une collaboration entre laboratoires. La production de Mg2Si à partir de nanopoudre de silicone s'est révélée difficile, à toutes les étapes. Il était impossible de réaliser des pellets avec les propriétés souhaitées mais une méthode alternative, le mélange de poudres de différentes tailles de grain, s'est révélé être un succès.Les produits nanostructurés finaux ne possédaient pas les propriétés thermoélectriques souhaitées et l'utilisation de la nanostructure pour améliorer les propriétés TE du Mg2Si peut présenter d'importantes limites. La recherche continue donc sur cet aspect. Comme énormément d'énergie est perdue sous forme de chaleur dans de nombreux processus et industries, même un petit pourcentage de récolte d'énergie pourrait permettre de réaliser d'importantes économies. Cela réduirait également les impacts environnementaux. Avec le transport routier et l'aviation, le secteur spatial et l'industrie en général pourraient en profiter.
Mots‑clés
Matériaux thermoélectriques, récupération des pertes de chaleur, nanostructures, Mg2Si, camions, avions, usines.
