Voir la traduction automatique
Ceci est une traduction automatique. Pour voir le texte original en anglais cliquez ici
#Actualités du secteur
{{{sourceTextContent.title}}}
L'aérogel MIT capte la chaleur solaire pour des applications domestiques et industrielles
{{{sourceTextContent.subTitle}}}
Un matériau isolant à base de silice hautement transparent peut générer des températures élevées grâce à la lumière du soleil, même dans des conditions hivernales froides
{{{sourceTextContent.description}}}
Les aérogels sont des matériaux paradoxaux. Si éphémères qu'elles paraissent à peine là, elles ont des propriétés extraordinaires. L'équipe du MIT, fruit d'une collaboration entre ingénieurs de différentes spécialités, a mis au point un matériau dont on dit qu'il est capable de transmettre la lumière solaire tout en emprisonnant efficacement la chaleur solaire.
Dans un article paru dans la revue ACS Nano, Evelyn Wang, directrice du département de génie mécanique, Lin Zhao, étudiante diplômée, Gang Chen, professeur de génie énergétique et ses collègues décrivent comment ils ont produit l'aérogel (qu'ils appellent un milieu de serre) en contrôlant l'hydrolyse et la condensation du tétraméthyl orthosilicate (TMOS). Ils ont découvert un nouveau procédé qui, expliquent-ils, non seulement améliore la transparence optique du matériau, mais réduit également le temps de fabrication de quelques semaines à quelques jours.
La clé pour le faire fonctionner était dans les rapports précis des différents matériaux à partir desquels l'aérogel a été synthétisé, explique l'article. Le procédé consiste à mélanger un catalyseur avec des grains d'un composé contenant de la silice dans une solution liquide, puis à sécher le gel obtenu pour obtenir une matrice principalement constituée d'air mais qui conserve la résistance mécanique du mélange original. La production d'un mélange qui sèche beaucoup plus rapidement que les précurseurs classiques de l'hydrogel a produit un gel dont la taille des pores entre les grains est beaucoup plus petite, ce qui réduit la dispersion de la lumière.
Selon Wang, les hydrogels conventionnels, bien que très efficaces, transmettent au maximum 70 % de la lumière incidente. Le nouvel hydrogel, cependant, laisse passer 95 % de la lumière solaire incidente, mais conserve ses propriétés hautement isolantes, ce qui signifie que la chaleur de la lumière solaire ne s'échappe pas.
L'équipe a effectué des tests sur le matériau par une journée ensoleillée au milieu de l'hiver, qui à Cambridge, Massachusetts, a tendance à être bien en dessous de 0°C. Ils ont construit un dispositif passif constitué d'un matériau noir absorbant la chaleur et recouvert d'une couche de nouvel aérogel. Le matériau sombre a atteint et maintenu une température de 220°C, selon eux. Auparavant, de telles températures n'étaient atteintes qu'à partir de la lumière du soleil grâce à un système de miroirs et de lentilles concentrant la lumière du soleil sur une ligne ou un point central. De tels systèmes sont plus complexes et plus coûteux que la combinaison de capteurs d'aérogel passifs.
La température atteinte est classée comme intermédiaire en termes industriels, mais elle conviendrait à la production d'eau chaude sanitaire sur un système de toiture, à l'alimentation des systèmes de climatisation ou à une grande variété d'applications dans la fabrication chimique ou alimentaire qui offrent de nombreux procédés de fabrication, suggère l'équipe. "Le matériau que nous utilisons pour augmenter la température agit comme l'atmosphère terrestre pour assurer l'isolation, mais c'est un exemple extrême ", a commenté Zhao.
Un aspect qui nécessite encore des recherches est la façon d'augmenter la fabrication du matériau, a déclaré M. Wang. Il pourrait s'agir d'élaborer une méthode de production en continu plutôt qu'en lot. Toutefois, même la méthode actuelle, qui nécessite l'utilisation d'un équipement spécialisé appelé séchoir à points critiques, pourrait être rentable pour certaines applications, a-t-il ajouté.