Des chercheurs de l'Université du Texas à Dallas et leurs collaborateurs développent un déshydratant polymère à séchage rapide qui pourrait déshumidifier les bâtiments en utilisant au moins 30 % d'énergie en moins que les systèmes de climatisation conventionnels.
Le matériau thermosensible des chercheurs absorbe l'humidité de l'air et sèche rapidement lorsqu'il est exposé à une faible chaleur, a déclaré le Dr Shuang (Cynthia) Cui, chercheur principal et professeur adjoint de génie mécanique à l'école d'ingénierie et d'informatique Erik Jonsson. P>
Cui imagine qu'à l'intérieur du système de chauffage, de ventilation et de climatisation d'un bâtiment, le dessicant recouvrirait un cylindre en rotation et absorberait l'humidité de l'air pendant une partie d'une rotation. Ensuite, à mesure que la structure tourne, le matériau rempli d’eau passe par une étape de régénération qui l’expose à une faible chaleur pour éliminer l’humidité absorbée. Le cycle se répéterait continuellement.
"Notre objectif est de développer un déshydratant pour aider à déshumidifier et refroidir les bâtiments plus efficacement que les systèmes de climatisation conventionnels et à réduire considérablement les émissions de carbone", a déclaré Cui. "Il est impératif d'améliorer l'efficacité énergétique de la déshumidification. Une déshumidification efficace de l'air représente une excellente opportunité de réduire la consommation d'énergie et les émissions de gaz à effet de serre afin de faciliter le mouvement de durabilité et de décarbonation pour lutter contre le changement climatique."
Les climatiseurs et les ventilateurs électriques représentent 20 % de l’électricité totale utilisée dans les bâtiments dans le monde, et la demande devrait monter en flèche, selon l’Agence internationale de l’énergie. La déshumidification de l'air chaud peut consommer la moitié ou plus de l'énergie d'un climatiseur.
Le déshydratant thermosensible peut rendre la climatisation plus économe en énergie en séparant les processus de déshumidification et d'évacuation de la chaleur et en améliorant les étapes les plus consommatrices d'énergie. Par exemple, contrairement aux systèmes de climatisation traditionnels, un système utilisant un déshydratant n’aurait pas besoin de refroidir les serpentins à basse température pour condenser l’humidité de l’air dans le cadre du processus de déshumidification. De plus, contrairement à un climatiseur traditionnel, le déshydratant n'aurait probablement pas besoin d'être chauffé à des températures élevées pour évaporer l'humidité collectée.
Cui et des chercheurs du Laboratoire national des énergies renouvelables, où Cui travaillait auparavant, ont publié une étude détaillant la structure optimale du polymère dans Advanced Energy Materials. . Les chercheurs continuent d'optimiser la structure pour l'aider à absorber plus d'humidité tout en séchant rapidement avec un faible apport d'énergie.
Stefan a déclaré qu'elle et les chercheurs de son laboratoire développaient une gamme de polymères thermosensibles pour déterminer quelles formules fonctionnent le mieux. Elle s'est dite impressionnée par le travail de Cui dans l'application du polymère thermosensible généralement utilisé dans les applications d'administration de médicaments pour créer une déshumidification.
"La créativité du Dr Cui pour intégrer ces polymères thermosensibles dans cette nouvelle application est incroyable", a déclaré Stefan.
Stefan a également déclaré que la collaboration de Cui avec un partenaire industriel est essentielle pour garantir que la recherche aura un impact réel.
"Les recherches du Dr Cui sont très axées sur les applications", a déclaré Stefan. "Elle veut faire une différence et, grâce à son partenariat industriel, elle fera passer le polymère thermosensible à un niveau supérieur."
Plus d'informations : Paul W. Meyer et al, Architectures polymères techniques pour dessicants thermosensibles dans les applications de déshumidification, Matériaux énergétiques avancés (2023). DOI :10.1002/aenm.202300990
Informations sur le journal : Matériaux énergétiques avancés
Fourni par l'Université du Texas à Dallas
