Une équipe de chercheurs affiliés à plusieurs institutions aux États-Unis a mis au point un nouveau type de cermet qui pourrait s'avérer particulièrement utile comme échangeur de chaleur dans les centrales solaires. Dans leur article publié dans la revue La nature , le groupe décrit comment le nouveau matériau a été fabriqué et ses propriétés avantageuses.

Le terme "cermet" décrit une classe de matériaux fabriqués en combinant des [céramiques] et des [métaux]. Ils ont d'abord été développés par des ingénieurs travaillant pour résoudre les problèmes de moteurs à réaction pour l'US Air Force. Ils se distinguent par leur résistance à la chaleur et à l'oxydation, leur force, et leur capacité à résister à des changements de température extrêmes. Au cours des dernières décennies, ils ont été utilisés dans de nombreuses autres applications. Une des limitations des cermets actuels, cependant, est qu'ils ne peuvent être utilisés que pour créer de petites pièces ou appliqués comme revêtement de surface. Dans ce nouvel effort, les chercheurs rapportent avoir développé un cermet qui peut être utilisé dans des applications beaucoup plus vastes, comme dans les échangeurs de chaleur pour les centrales électriques.

La fabrication du nouveau cermet était un processus compliqué impliquant la création d'un précurseur, puis traitement, le chauffer et l'usiner. La forme résultante est à nouveau chauffée, immergé dans un mélange de zirconium et de cuivre, et encore une fois chauffé. Les chercheurs rapportent que le produit fini était de 58 pour cent de zirconium, 36 pour cent de tungstène et le reste de résidus de cuivre et de carbure de tungstène. Ils rapportent également que le nouveau cermet a conduit la chaleur 2,5 à trois fois mieux que les alliages de fer ou de nickel à des températures allant jusqu'à 800°C et qu'il a maintenu sa résistance à cette température.

Les chercheurs suggèrent que leur nouveau cermet pourrait s'avérer idéal comme échangeur de chaleur dans les centrales solaires, les rendant beaucoup plus efficaces. Mais avant que cela puisse arriver, le nouveau cermet doit pallier une lacune majeure :sa sensibilité à l'oxydation à haute température. Les chercheurs suggèrent que différentes solutions à ce problème pourraient être utilisées pour différentes applications :le revêtement de cuivre, par exemple, et ajouter du monoxyde de carbone au CO supercritique 2 utilisé dans les centrales électriques qui l'utilisent comme fluide de travail dans les systèmes d'échange de chaleur. Ils notent qu'il serait également moins cher de produire des échangeurs de chaleur basés sur le nouveau cermet que ceux basés actuellement sur des matériaux conventionnels.

communiqué de presse

© 2018 Phys.org