Chauffer l'espace où nous vivons ou travaillons est une nécessité courante dans la plupart des zones habitées. L'énergie nécessaire à ce processus est responsable d'un tiers de toute l'énergie consommée en Europe; de plus, 75% de cette énergie est produite avec des combustibles fossiles.

L'idée d'un nouveau matériau pour le stockage thermochimique de l'énergie vient d'un groupe de chercheurs des départements Sciences et Technologies Appliquées (DISAT) et Énergie (DENERG) de l'Université Polytechnique de Turin, et de l'Institut de technologie énergétique avancée du Centre national de recherche italien (CNR-ITAE). L'article a été publié dans la revue Rapports scientifiques .

Dans cette étude, les chercheurs ont démontré comment il est possible de produire de la chaleur par l'hydratation du sel présent à l'intérieur des pores du ciment.

Afin d'atteindre les objectifs de durabilité en Europe, il est nécessaire de réduire l'utilisation des combustibles fossiles et d'utiliser à la place des systèmes basés sur les énergies renouvelables. Cependant, l'intégration des énergies renouvelables dans les systèmes de chauffage entraîne un décalage temporel entre le surplus énergétique et les pics de demande journaliers et annuels.

Énergie solaire, par exemple, est largement disponible pendant les mois d'été, cependant la plupart des besoins de chauffage se produisent pendant l'hiver, quand à nos latitudes, la journée est beaucoup plus courte. Il est évident que l'exploitation généralisée des sources d'énergie renouvelables doit s'intégrer au développement de systèmes de stockage à faible coût, dans le but d'équilibrer le décalage temporel entre la demande et la disponibilité de l'énergie. Une des voies possibles pour stocker l'énergie est l'approche thermochimique, qui permet de stocker la chaleur pendant un temps pratiquement infini, contrairement aux approches standards.

"Essayez de dissoudre une bonne quantité de sel dans un verre d'eau, ce que vous remarquerez, c'est que le verre chauffe avec certains sels et se refroidit avec d'autres. Un phénomène similaire est à la base de nos matériaux, avec la différence qu'au lieu de l'eau liquide nous utilisons de la vapeur aqueuse, sans dissoudre le sel. La vapeur aqueuse interagit avec le sel et produit de la chaleur. Une fois complètement hydraté, il sera possible de ramener le sel à l'état initial par un simple séchage, ce qui permet d'éliminer l'excès d'eau.

Ce type de réaction est bien connu, et de nombreux matériaux de stockage thermique ont déjà été développés; cependant, leur coût est le plus souvent le facteur limitant. Par exemple, la zéolite est l'un des meilleurs matériaux d'un point de vue thermique, mais cela peut coûter jusqu'à plusieurs dizaines d'euros le kilogramme. C'est un coût insupportable lorsqu'on stocke l'énergie nécessaire pour chauffer une pièce ou tout un bâtiment. Ciment, utilisé comme matrice pour héberger des hydrates de sel, est un matériau très intéressant car bien connu, facilement disponible et pas cher, " explique Luca Lavagna, chercheur post-doctoral du Département des sciences appliquées et de la technologie de l'École polytechnique de Turin et premier auteur de l'article.

La caractéristique innovante présentée ici par les chercheurs est l'utilisation du ciment comme matrice hôte pour le sel. Le coût total des matériaux est très faible et le comportement énergétique est bon :le coût énergétique, mesuré en €/kWh stocké, est inférieur à la plupart des matériaux actuels largement utilisés. Ce nouveau matériau, de plus, montre une stabilité extraordinaire même après des centaines de cycles de chauffage/refroidissement. Ce travail peut représenter la première étape vers la création d'une nouvelle classe de matériaux composites pour le stockage thermochimique de l'énergie,