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Une éponge à chaleur
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Des chercheurs japonais de l’Université de Tokyo ont découvert un nouveau matériau aux étonnantes propriétés qui s'apparente à une véritable "éponge à chaleur". Il suffit de l’exposer au Soleil ou à toute autre source de chaleur puis, plus tard, d’exercer une pression sur lui, pour qu’il libère la chaleur accumulée. Cette aptitude, liée à sa structure cristalline, pourrait en faire un récupérateur de la chaleur pour les dispositifs électroniques, les moteurs et autres systèmes techniques qui en gaspillent à foison.
Ce matériau classé dans la catégorie des céramiques (couches cristallines superposées) et au nom abscons de trititane pentoxide (de formule Ti3O5) est capable d’accumuler puis libérer 320 kilojoules (kJ) par volume de 10 cm3, de quoi faire bouillir 1/10 de litre d’eau. Mais il s'agit surtout du premier matériau capable de libérer sa chaleur à la demande : pour cela, il suffit d’exercer sur lui une pression de 600 bars (1 bar = pression atmosphérique), ce qui est facile à obtenir avec une petite presse mécanique.
Le secret de ce matériau étonnant réside dans sa structure atomique : les atomes d’oxygène O et de titane Ti piègent la chaleur en l’utilisant comme énergie pour modifier leur disposition dans le réseau. Le matériau est en effet cristallin : ses atomes O et Ti sont placés solidement en réseau selon un certain ordre. Ce sont non pas des atomes individuels qui occupent les nœuds du réseau mais des groupes d’atomes, par exemple 2 atomes de Ti ou 4 de O, etc.
En chauffant, le matériau fait une “transition de phase” et change de structure. Cela est commun, mais lui reste bloqué dans cette position même quand on a cessé de le chauffer, à l’instar des matériaux à mémoire de forme. Et quand on presse dessus, on “décoince” le cristal qui revient à sa structure initiale en relâchant l’énergie en surplus sous forme de chaleur.
C’est un peu comme si l’on générait des frictions internes en pressant, sauf que la chaleur dégagée dépasse de loin l’énergie mécanique (pression) appliquée. En outre, ce matériau vraiment exceptionnel peut être alimenté non seulement en chaleur mais aussi en électricité ou en lumière, qu’il restituera également sous forme de chaleur.
Pour les chercheurs, leur matériau serait idéal pour récupérer l’énergie thermique gaspillée par la plupart des engins mécaniques (moteurs) et électroniques (composants), qui habituellement est libérée dans l’atmosphère sans aucune utilité. Il pourrait même devenir un composant pour dispositifs électroniques réagissant à la pression…
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
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