Une mousse métallique pour stocker la chaleur

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18 septembre 2016

Un consortium constitué de l’institut Fraunhofer pour la productique et la recherche appliquée en matériaux (IFAM) de Dresde (Saxe) et des entreprises Mayser et WätaS Wärmetauscher Sachsen ont développé une mousse d’aluminium à pores ouverts pour le stockage de la chaleur.

Les mousses métalliques à pores fermés sont utilisées depuis longtemps pour la conception de pièces légères. Pour des applications dans le domaine énergétique, il est cependant nécessaire d’utiliser des mousses à pores ouverts afin d’augmenter les surfaces de contact pour le transfert de chaleur. Les nouvelles mousses conçues par le consortium disposent ainsi de cellules de 0,3 à 5 mm de diamètre. Elles sont fabriquées à partir d’un alliage d’aluminium coulé dans un moule en plastique en présence d’une céramique en suspension. Ce dernier, après refroidissement, devient cassant et peut être évacué par lavage, laissant ainsi place aux cavités dans la mousse finale. Pour des plaques de 450x250x40 mm, la surface interne (surface utile pour l’échange de chaleur) est d’environ 5 000 m2, soit l’équivalent d’un terrain de football.

Illust: Cellules ouvertes, 266.7 ko, 1200x750
Cellules ouvertes de mousse métallique © Fraunhofer IFAM Dresden

Les chercheurs veulent utiliser cette mousse pour le stockage de la chaleur latente. Un cylindre de test de 40 cm de long et de 10 cm de diamètre a ainsi pu stocker 550 g de paraffine (fluide calorifique) correspondant à 96 kJ. Le chargement s’est fait à une puissance d’environ 175 W en moyenne, tandis que la restitution de la chaleur s’est fait à une puissance de 140 W. Le consortium espère cependant améliorer la conductivité thermique de l’alliage pour augmenter ces performances. D’autres applications sont aussi envisagées pour la mousse d’aluminium en tant que radiateur de refroidissement automobile (avantage du faible poids) ou comme évaporateur.

Illust: Exemple de cylindre, 57.4 ko, 1200x230
Exemple de cylindre pour le stockage de la chaleur latente © Fraunhofer IFAM Dresden

Le consortium a reçu un soutien du ministère fédéral de l’Economie et de l’Energie (BMWi) à hauteur de 450 000 € sur la période 2011 – 2015.

Plus d’informations :

Source : "Metallschaum – ein Werkstoff für die Wärmetechnik", Article du BINE Informationsdienst - http://www.bine.info/publikationen/projektinfos/publikation/metallschaum-ein-werkstoff-fuer-die-waermetechnik/

Rédacteur : Sean Vavasseur, sean.vavasseur[at]diplomatie.gouv.fr – www.science-allemagne.fr@SeanVavasseur

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