Des chercheurs du MIT mettent au point une technologie de refroidissement qui n’utilise pas d’électricité
Il ne reste plus qu’un obstacle à franchir pour les applications à grande échelle.
Démonstrateur de refroidissement passif par le MIT. MIT
Des chercheurs de l’Institut de technologie du Massachusetts ont encore fait progresser la technologie utilisée pour obtenir un refroidissement passif – une méthode qui ne nécessite pas du tout d’électricité. Dans leurs récentes tentatives, le chercheur post-doctoral Zhengmao Lu et ses collègues ont réussi à obtenir un refroidissement passif jusqu’à 9,3 degrés Celsius, indique un communiqué de presse de l’université.
Le système combine deux technologies de refroidissement passif autonomes utilisées précédemment, puis ajoute une isolation thermique pour fournir un refroidissement nettement plus important, ce qui n’a jamais été réalisé auparavant. Non seulement le système évite d’avoir à creuser un trou sous terre pour faire un réfrigérateur, mais le seul entretien qu’il nécessiterait serait également l’ajout d’eau. La fréquence de cet apport dépendrait également de l’humidité de la région.
Comment le système fonctionne-t-il ?
Les chercheurs ont fait la démonstration de leur technologie sur le toit d’un bâtiment du MIT avec des boîtes de 10 cm de diamètre, que l’on pourrait facilement confondre avec un panneau solaire.
Les dispositifs qu’ils ont fabriqués se composent de trois couches de matériaux qui jouent le double rôle de refroidir l’eau et de laisser passer la chaleur. La couche supérieure est constituée d’aérogel, une structure spongieuse en polyéthylène dans laquelle l’air est enfermé dans des cavités. Bien que de nature isolante, ce matériau laisse passer la vapeur d’eau et les rayons infrarouges.
Sous l’aérogel se trouve une couche d’hydrogel, un autre matériau de type éponge, mais dont les cavités sont remplies d’eau. Enfin, une couche de type miroir renvoie toute la lumière entrante vers les autres composants du dispositif, de sorte que ce sont les composants qui chauffent et non le contenu de la boîte de stockage.
Lorsque l’eau contenue dans l’hydrogel est chauffée, elle se transforme en vapeur d’eau et s’élève vers le haut (refroidissement par évaporation), emportant une partie de la chaleur. La vapeur peut également passer à travers l’aérogel, ce qui permet aux rayons infrarouges (refroidissement radiatif) de transporter une partie de la chaleur du dispositif directement dans l’air et dans l’espace.
Le refroidissement ainsi obtenu pourrait être utilisé pour conserver les aliments 40 % plus longtemps dans des conditions humides et trois fois plus longtemps dans des conditions plus sèches, selon le communiqué de presse.
Obstacle à la commercialisation
Cette technologie peut également être utilisée pour réduire la charge que subissent les compresseurs des climatiseurs en les refroidissant. Cela permettrait d’augmenter l’efficacité des climatiseurs et de réaliser des économies d’énergie. Cependant, il reste un obstacle majeur avant que cette technologie puisse être mise à l’échelle commerciale.
Les précédentes tentatives d’utilisation du refroidissement passif n’ont eu qu’un succès partiel, car les matériaux d’évaporation utilisés dans le processus s’échauffent sous le soleil et sont incapables de fournir un refroidissement suffisant. L’aérogel utilisé dans ces expériences a été développé par l’équipe du MIT et implique un processus de fabrication coûteux.
Les solvants utilisés dans la fabrication de l’aérogel doivent être éliminés lentement sans endommager la structure de l’aérogel. Pour ce faire, on utilise un équipement spécialisé qui facilite le séchage au point critique (CPD), ce qui augmente le coût.
Les chercheurs cherchent maintenant à déterminer si des méthodes peu coûteuses, telles que la lyophilisation ou l’utilisation de matériaux alternatifs, pourraient éviter le CPD et réduire ainsi les coûts. Pour l’instant, l’équipe ne sait pas quand cela sera possible.
Les résultats des recherches menées peuvent être consultés dans la revue Cell Reports Physical Science.
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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche
