14/01/2019 - Entreposer de l'énergie en silicium fondu, un défi conduit depuis l'Europe par l'Université Polytechnique de Madrid

Menéame

La possibilité de stocker de l'énergie en silicium fondu comme base pour la création de nouveaux dispositifs permettant d'accumuler de l'énergie de manière plus compacte et plus efficace est un élément dont on a beaucoup parlé au cours des dernières semaines, à la suite d'un travail publié par le Massachusets Institute of Technology des États-Unis (MIT). Cependant, la recherche développée dans cet important centre américain n'est pas la seule à être en cours dans ce domaine. Le Projet européen AMADEUS, coordonné par des chercheurs Institut de l'énergie solaire de l'Université Polytechnique de Madrid (UPM) dirige les études européennes dans ce domaine.

Contrairement au concept développé par le MIT, l'AMADEUS stocke de l'énergie dans le passage de la phase solide au liquide de silicium. Ainsi, les chercheurs profitent de la chaleur latente élevée de changement de phase du silicium, qui dépasse 10 fois la capacité de stockage des sels fondus. " Dans notre concept, le silicium ne se déplace pas, et passe de l'état solide à liquide dans un seul réservoir, de sorte qu'il se trouve toujours à des températures proches de celles du point de fusion (1414oC) ," explique Alejandro Datas, chercheur de l'Institut de l'énergie solaire de l'UPM et coordinateur scientifique du projet.

Le stockage direct de l'énergie solaire dans les centrales thermosolaires, ou l'intégration du stockage électrique et de la cogénération à domicile et dans les districts ne sont que quelques-unes des applications que pourraient avoir les nouveaux dispositifs issus du projet AMADEUS, qui est financé par l'appel Future Emnerging Technologies (FET) du programme Horizon 2020 de la Commission européenne et qui est déjà dans sa deuxième année de marche, des trois initialement prévus pour sa durée.

Projet AMADEUS

Avec un budget de 3,3 millions d'euros AMADEUS (Next Generation Materials and Solid State Devices for Ultra High Temperature Energy Storage and Conversion) recherche de nouveaux matériaux et dispositifs permettant de stocker de l'énergie à des températures comprises entre 1000 et 2000 oC. Ainsi, il est prévu de briser la barrière des 600 °C, rarement dépassée par les systèmes actuels utilisés dans les centrales thermosolaires.

Pour ce faire, les experts travaillent avec différents alliages métalliques de silicium et de silice, qui fondent à des températures supérieures à 1385 °C et qui permettront de stocker entre 2 et 4 MJ/kg, "un ordre de grandeur supérieur à celui des sels actuellement utilisés," ajoute l'enquêteur de l'UPM.

En outre, les matériaux nécessaires pour contenir ces métaux fondus pendant de longues périodes et parvenir à une bonne isolation thermique, ainsi que les dispositifs permettant une conversion efficace de la chaleur stockée en électricité sont à l'étude.

Source (UPM | www.amadeus-project.eu)

Dispositifs prenant comme base la technologie UPM

Le projet étudiera un nouveau concept (patient par des chercheurs de l'UPM) qui combine les effets thermoniques et photovoltaïques pour réaliser la conversion directe de la chaleur en électricité. Contrairement aux machines thermiques conventionnelles, ce système ne nécessite pas de contact physique avec la source thermique, car il est basé sur l'émission directe d'électrons (effet thermionique) et de photons (effet thermophotovoltaïque).

"S'ils réussissent à se développer, ces nouveaux dispositifs ne pourront pas seulement fonctionner à des températures très élevées, mais ils permettront également de simplifier et de réduire considérablement le système, car ils ne nécessitent pas d'un fluide caloporteur, ni de tuyauteries et échangeurs de chaleur, qui aujourd'hui représentent une grande partie du coût de ces installations," explique Alejandro Datas, pour qui il s'agit d'une autre des principales différences de la recherche menée par l'UPM et celle qui s'est développée dans le MIT.

Outre la Université polytechnique de Madrid (UPM), six autres partenaires de cinq pays européens collaborent au projet AMADEUS, ayant une expérience dans des domaines aussi divers que la métallurgie, l'isolation thermique, la dynamique des fluides et des dispositifs semi-conducteurs.

Le consortium de recherche compte également sur la participation du Conseil national italien de la recherche, de l'Institut polonais de recherche sur la sous-traitance, de l'Université norvégienne de science et de technologie, du Centre grec de recherche et de technologie, de l'Université de Stuttgart en Allemagne et de la société italienne IONVAC Process SRL.

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Université polytechnique de Madrid

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