fr.wedoany.com Rapport : Le département de génie chimique de l'Université de Huelva (UHU), en collaboration avec le Centre de recherche sur les produits et les technologies des procédés chimiques (Pro2TecS), a développé un nouveau fluide de stockage thermique à base d'émulsion de Pickering non aqueuse, capable d'améliorer la capacité de stockage de chaleur dans les systèmes solaires thermiques et la gestion thermique industrielle.
Les fluides de stockage thermique traditionnels utilisent souvent l'eau comme liquide de base, limitée par son point d'ébullition à 100 °C. L'équipe a remplacé l'eau par du polyéthylène glycol 400 (PEG 400) comme phase continue, élargissant considérablement la plage de température de fonctionnement. Les résultats ont été publiés dans la revue Thermal Science and Engineering Progress sous le titre « Effet de la concentration de nanoparticules sur les émulsions de Pickering non aqueuses de paraffine dans le PEG400 pour un stockage thermique efficace ».
Ce fluide utilise de la paraffine avec un point de fusion compris entre 58 et 60 °C comme phase dispersée, stockant l'énergie par un processus de changement de phase : la paraffine fond et absorbe la chaleur lors de l'augmentation de la température, puis se solidifie et libère la chaleur lors du refroidissement. Des nanoparticules de silice agissent comme stabilisateur en enveloppant les gouttelettes de paraffine, formant une barrière physique empêchant leur coalescence, évitant ainsi l'utilisation de tensioactifs traditionnels. Cette stabilité est cruciale pour l'application du matériau dans les circuits d'échange thermique, les réservoirs ou les réseaux de canalisations.
L'équipe de recherche a évalué différentes formulations avec des concentrations de silice variant de 0,10 % à 3 %. Les tests montrent qu'une teneur plus élevée en nanoparticules génère des gouttelettes plus petites et améliore la stabilité de l'émulsion. Après plusieurs cycles répétés de chauffage et de refroidissement, les gouttelettes de paraffine conservent leur intégrité structurelle et leur distribution uniforme, sans perte significative de capacité de stockage thermique.
Les chercheurs indiquent que cette technologie peut être appliquée aux installations solaires thermiques, à la récupération de chaleur résiduelle industrielle, aux systèmes de climatisation ainsi qu'au transport et à la conservation de produits sensibles à la température. Comparé à d'autres matériaux à base de paraffine, sa capacité de stockage thermique est équivalente, mais la plage de température de fonctionnement plus large offerte par le liquide de base non aqueux lui confère une plus grande flexibilité d'application.
Cette recherche a été financée par le programme EMERGIA du gouvernement de la Communauté autonome d'Andalousie, le ministère espagnol de la Science, de l'Innovation et des Universités, l'Agence nationale de la recherche et le Fonds européen de développement régional (FEDER). L'équipe de recherche prévoit ensuite de valider les performances de ce matériau dans des conditions opérationnelles réelles à l'aide d'une installation pilote à l'Université de Huelva, afin de promouvoir des solutions visant à améliorer l'efficacité énergétique et à réduire la dépendance aux combustibles fossiles.
