De l'énergie utilisable à partir de la chaleur résiduelle
De petites quantités d'énergie abondent dans l'environnement sous forme de chaleur, de lumière, de son et de vibration. Cette énergie est en grande partie gaspillée. Ces sources individuelles sont présentes en des quantités si infimes qu'elles ne peuvent pas approvisionner les appareils et dispositifs et qu'aucune technologie rentable et efficace ne permet de les exploiter. Avec la récupération d'énergie, les appareils capturent l'énergie provenant d'une ou plusieurs sources, la stockent, l'accumulent et parviennent même à la convertir en une forme d'énergie plus utile pour une application donnée. Grâce à l'enveloppe européenne, le projet NEXTEC (Next generation nano-engineered thermoelectric converters - From concept to industrial validation) a utilisé des skuttérudites (SKT) nanostructurées et du tellurure de bismuth pour mettre au point des modules TE pour la production de courant et des systèmes de refroidissement, respectivement. Les propriétés TE des SKT en font un produit idéal pour la récupération de la chaleur résiduelle des voitures à des températures proches de 600 °C. Outre le meilleur rendement à haute température, le nouveau matériau a également permis de résoudre des problèmes liés à l'expansion thermique et à la pression thermique. Les scientifiques ont également mis au point des bancs d'essai et des simulations afin de tester les performances des modules de production électrique mis au point. Une analyse complète du cycle de vie des modules TE à base de SKT a été réalisée afin d'établir l'impact écologique et toxicologique du nanomatériau pour la production d'énergie à partir des gaz d'échappement des véhicules. Les études de cytotoxicité des SKT montrent que leur toxicité est proche de celle des composants métalliques. Les SKT nanostructurées réduisent la conductivité thermique, ce qui permet de mieux alimenter les véhicules électriques. Ce type de matériau pourrait aussi être utilisé dans les secteurs industriels produisant de la chaleur résiduelle. NEXTEC a donné lieu à plus de 40 publications lors de conférences et dans des journaux spécialisés.
Mots‑clés
Chaleur résiduelle, nanotechnologie, thermoélectrique, courant électrique, échappement de voiture, skuttérudites
