La chaleur résiduelle est une source d’énergie majeure qui est souvent négligée. On estime que jusqu’à 50 % de l’énergie utilisée dans les processus industriels est perdue sous forme de chaleur résiduelle. Cette énergie peut être captée et réutilisée, mais cela nécessite des matériaux capables de résister à des températures élevées et à des environnements difficiles.

Les polymères sont un matériau prometteur pour capter l’énergie thermique perdue. Ils sont légers, flexibles et peuvent être adaptés pour répondre aux exigences spécifiques d'une application donnée. Cependant, les polymères traditionnels manquent souvent de la stabilité thermique et de la durabilité nécessaires pour résister aux températures élevées et aux environnements difficiles associés à la récupération de chaleur résiduelle.

Polymères améliorés pour le captage de la chaleur perdue

Les chercheurs développent de nouveaux polymères spécialement conçus pour capter l’énergie thermique perdue. Ces polymères sont généralement fabriqués à partir de matériaux hautes performances tels que la fibre de carbone, le graphène et les fibres céramiques. Ils sont souvent recouverts d'une couche protectrice pour améliorer leur résistance à la corrosion et à l'oxydation.

Une approche prometteuse consiste à utiliser des polymères renforcés de fibres de carbone (CFRP). Les CFRP sont légers, solides et conducteurs thermiquement. Ils peuvent être utilisés pour créer des échangeurs de chaleur capables de transférer la chaleur d’un fluide chaud vers un fluide froid.

Une autre approche consiste à utiliser des polymères à base de graphène. Le graphène est un matériau bidimensionnel doté d'une excellente conductivité thermique. Les polymères à base de graphène peuvent être utilisés pour créer des films minces pouvant être appliqués sur des surfaces pour améliorer leurs propriétés de transfert de chaleur.

Les polymères renforcés de fibres céramiques (CFRP) constituent une autre option prometteuse. Les CFRP sont légers, solides et thermiquement stables. Ils peuvent être utilisés pour créer des échangeurs de chaleur et d’autres composants capables de résister à des températures élevées.

Applications de polymères améliorés pour le captage de la chaleur perdue

Les polymères améliorés peuvent être utilisés dans une grande variété d’applications pour capter l’énergie thermique perdue. Certaines des applications les plus courantes incluent :

* Processus industriels :la chaleur résiduelle peut être captée par des processus industriels tels que la fabrication de l'acier, de la verrerie et de la fabrication de produits chimiques.

* Centrales électriques :la chaleur résiduelle peut être captée par les centrales électriques, à la fois par les gaz d'échappement des moteurs à combustion et par les systèmes de refroidissement des turbines à vapeur.

* Centres de données :la chaleur résiduelle peut être captée par les centres de données, où de grandes quantités de chaleur sont générées par les serveurs et autres équipements.

* Transport :la chaleur résiduelle peut être captée par les véhicules, tels que les voitures, les camions et les avions.

En capturant l’énergie thermique perdue, les polymères améliorés peuvent contribuer à réduire la consommation d’énergie et à améliorer l’efficacité. Cela peut conduire à des économies de coûts significatives et à des avantages environnementaux.

Défis et opportunités

La capture de l’énergie thermique résiduelle présente un certain nombre de défis. Ces défis comprennent :

* Températures élevées :la chaleur perdue est souvent à des températures élevées, ce qui peut endommager ou dégrader les matériaux.

* Environnements difficiles :la chaleur perdue peut être corrosive et oxydante, ce qui peut endommager davantage les matériaux.

* Fonctionnement intermittent :la chaleur perdue est souvent intermittente, ce qui peut la rendre difficile à capter et à utiliser efficacement.

Malgré ces défis, il existe un certain nombre de possibilités de capter l’énergie thermique résiduelle. Les polymères améliorés constituent un matériau prometteur pour cette application et sont utilisés dans une grande variété d’applications. En capturant l’énergie thermique perdue, les polymères améliorés peuvent contribuer à réduire la consommation d’énergie et à améliorer l’efficacité. Cela peut conduire à des économies de coûts significatives et à des avantages environnementaux.