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Innovative and sustainable carbon-based composites for high temperature sensible thermal energy storage

Descrizione del progetto

Compositi a base di carburo di calcio: stoccaggio sostenibile del calore residuo ad alta temperatura

Lo stoccaggio del calore di scarto industriale per utilizzarlo come fonte di calore sostenibile o per la produzione di elettricità riduce il consumo di energia e le emissioni e sostiene un modello di economia circolare. Le soluzioni più convenienti consentono l’accumulo e il recupero di calore da fonti a bassa temperatura. Tuttavia, queste scarseggiano quando si tratta delle alte temperature associate al solare a concentrazione e alle industrie ad alta intensità energetica. Finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, il progetto pionieristico STOREHEAT intende colmare questa lacuna sfruttando compositi unici a base di carburo di calcio. Studi preliminari suggeriscono che questi materiali possono immagazzinare calore a temperature molto più elevate e che la loro produzione richiede molta meno energia e si basa su risorse sostenibili.

Obiettivo

Although affordable solutions exist to store and recover heat from low temperature sources, the high temperature ones (> 550 °C) such as the concentrated solar and waste heat from high temperature energy intensive industries remain challenging since efficient and affordable storage materials are scarce. The waste heat from these industries is huge and corresponds to 16% (122 Terawatt hours) of the total heat consumption/year in Europe.
STOREHEAT targets the investigation of an outstanding and novel family of High Storage Capacity materials, namely Calcium Carbide-based Composites (3C), for High Temperature Heat Storage. 3C is produced at much lower temperature (1000 – 1200 °C) than the current solutions (1800-2500 °C) based on silicon carbide (SiC) ceramics from fossil source (coke) mainly. 3C is synthesized by carbonization of calcium rich biochar and have not yet been mentioned in the literature neither for high temperature storage nor the mechanism of their formation explored. Preliminary synthesis attempts showed a high temperature storage capacity for 3C of 20% higher than that of SiC while consuming much less energy and using sustainable resources for its production. The scientific breakthrough lies on the counter-intuitive and pioneering approach proposed to combine and stabilize the hierarchical carbon and metal species both from biochar to take advantage of their respective high thermal conductivity and heat capacity at high temperature. This seemingly winning combination, key for effective heat storage has never been done before. To achieve this objective, I propose an ambitious research approach combining in-situ and dynamic experimental methods and modelling to unlock the mechanisms governing the chemical phases assemblage and stabilization of 3C. The storage performance will be evaluated and optimized.
The findings will push a way beyond the frontier of knowledge and broaden research opportunities in scientific communities interested in energy storage.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2023-ADG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

INSTITUT MINES-TELECOM
Contributo netto dell'UE
€ 2 494 415,00
Indirizzo
19 PLACE MARGUERITE PEREY
91120 Palaiseau
Francia
Regione
Ile-de-France Ile-de-France Essonne
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 2 494 415,00

Beneficiari (1)