Une nouvelle très intéressante vient de tomber dans le domaine du stockage thermique. Des chercheurs* ont en effet mis au point un matériau innovant et efficace. Publié dans le Journal of Materials Science, ce matériau est à la fois facilement modulable et adaptable à de multiples applications.
Il est fabriqué à partir d’alginate, un dérivé d’algues abondant, bon marché et non toxique. Le processus commence par la dissolution de l’alginate de sodium dans de l’eau, suivie de l’ajout de graphite expansé, puis la sélection d’une méthode de gélification.
La première méthode consiste à transférer la solution dans un moule pour congélation. Après avoir été maintenues à -20°C pendant plus de deux heures, des perles se forment et sont transférées dans une solution saturée de chlorure de calcium.
La deuxième méthode utilise une technique de coulée en goutte, avec la mixture déposée dans un sel de calcium thermo-chimique, provoquant la gélification au contact. Une fois la diffusion de sel suffisante, les perles synthétisées sont filtrées et séchées à 120°C.
Par rapport au matériau de support précédent, le vermiculite, les perles à base d’alginate offrent une amélioration notable de la capacité de stockage de chaleur.
Ces nouvelles perles sphériques offrent une capacité de sel accrue, atteignant jusqu’à quatre fois la densité énergétique de la vermiculite. Grâce à leur emballage efficace dans un lit fixe qui maintient une bonne circulation d’air, le nouveau matériau peut stocker la même quantité d’énergie thermique en seulement un quart du volume.
Jack Reynolds, qui a dirigé la recherche dans le cadre de son doctorat à l’Université de Swansea, a déclaré : « La possibilité de récupérer et de stocker la chaleur autrement perdue provenant de diverses sources, y compris les opérations industrielles et le soleil d’été, représente une opportunité passionnante dans la quête de ressources énergétiques durables et abordables. Notre nouveau matériau de stockage de chaleur marque une avancée significative dans la réalisation de ce potentiel. »
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Le Dr Jonathon Elvins, Senior Technology Transfer Fellow et co-auteur, a ajouté : « SPECIFIC reste déterminé à stimuler l’innovation dans la technologie de stockage thermique et à collaborer activement avec les partenaires industriels et les chercheurs du monde entier pour accélérer la transition vers un avenir plus vert et durable.«
« Afin d’explorer de nouvelles applications pour cette technologie de pointe, nous préparons un essai à l’usine sidérurgique de Tata Steel UK à Trostre pour étudier les moyens de capturer la chaleur résiduelle des processus industriels pour l’utiliser ailleurs.«
Focus sur l’Alginate
L’alginate est une substance d’origine naturelle que l’on trouve principalement dans les algues brunes. Il s’agit d’un polysaccharide, c’est-à-dire une molécule formée par la répétition de nombreux monomères de sucre. L’alginate est déjà utilisé dans l’industrie alimentaire, pharmaceutique et cosmétique en raison de ses nombreuses propriétés intéressantes.
Dans l’industrie alimentaire, l’alginate est utilisé comme épaississant, gélifiant et stabilisant. Il peut être ajouté à divers produits pour améliorer leur texture, tels que les sauces, les desserts, les crèmes glacées et les produits laitiers.
En médecine, on retrouve l’alginate par exemple dans la fabrication de pansements et de matériaux d’empreintes dentaires. Il est apprécié pour sa capacité à former un gel lorsqu’il est en contact avec des liquides, ce qui le rend utile pour absorber les excès d’humidité ou pour créer des empreintes précises.
En cosmétique, l’alginate est même employé dans les masques et les soins de la peau en raison de ses propriétés hydratantes et apaisantes. Il peut aider à améliorer l’élasticité de la peau et à lui donner une apparence plus jeune.
* Centre d’Innovation et de Connaissance SPECIFIC et du programme COATED M2A de l’Université de Swansea, en collaboration avec l’Université de Bath.
La recherche au Centre d’Innovation et de Connaissance SPECIFIC et au COATED M2A a été financée par le Fonds européen de développement régional via le gouvernement gallois, le Fonds social européen via le gouvernement gallois, le Conseil de recherche en ingénierie et sciences physiques (EPSRC), et Tata Steel UK. Elle a également été soutenue par le Centre de recherche et d’innovation pour la décarbonation industrielle.
