Par Chris Rowe
Mis à jour le 24 mars 2022
La transition entre les phases solide, liquide et gazeuse d’un matériau implique de grandes quantités d’énergie. Ce besoin énergétique est appelé transfert de chaleur latente. Les chercheurs dans le domaine des énergies alternatives explorent des moyens d'exploiter la chaleur latente pour le stockage d'énergie, par exemple en utilisant du sel fondu dans des systèmes d'énergie solaire concentrée, comme l'a étudié une récente étude du Département de l'énergie (DOE).
Un transfert de chaleur sensible se produit lorsque deux substances à des températures différentes entrent en contact et que la chaleur circule de la substance la plus chaude vers la substance la plus froide. Par exemple, après le coucher du soleil, le sol, qui reste plus chaud, transfère de la chaleur à l'air plus froid, ce qui refroidit le sol et réchauffe l'air.
Lorsqu'une substance est sur le point de changer de phase (solide en liquide, liquide en gaz ou vice versa), la chaleur peut être absorbée ou libérée sans aucun changement de température. Ce phénomène, dans lequel la chaleur est transférée sans changement de température, est appelé transfert de chaleur latente.
La quantité de chaleur nécessaire pour convertir un liquide en gaz est la chaleur latente de vaporisation. , tandis que la chaleur nécessaire pour faire fondre un solide en liquide est la chaleur latente de fusion. . Ces valeurs sont généralement bien supérieures à l'énergie nécessaire pour élever un gramme de la même substance d'un degré Celsius, appelée sa chaleur spécifique. . Par exemple, la chaleur spécifique de l'eau est de 1 calg⁻¹°C⁻¹, alors que sa chaleur latente de fusion est de 79,7 calg⁻¹.
Aucune énergie n'est perdue lors du transfert de chaleur latente. La glace fondante absorbe la chaleur latente, tandis que l'eau gelée la libère. De même, l'évaporation absorbe de l'énergie et la condensation la libère.
Étant donné que de nombreuses sources renouvelables, telles que l’énergie solaire et éolienne, produisent de l’électricité de manière intermittente, un stockage efficace est essentiel. Les systèmes de stockage d’énergie thermique latente (LHTES) peuvent absorber de grandes quantités d’énergie lorsque les matériaux fondent, puis la restituer lorsqu’ils se solidifient, offrant ainsi une solution prometteuse à faible coût pour équilibrer l’offre et la demande. La poursuite des recherches est essentielle pour identifier les matériaux dotés de propriétés optimales pouvant être utilisés dans tous les domaines, des véhicules électriques aux processus industriels.
