Cienciaes.com : Des cristaux plastiques ioniques pour révolutionner les systèmes de refroidissement. Nous avons parlé avec Josep-LluisTamarit

Je suis assis dans mon studio d’enregistrement et profite d’une température agréable, alors qu’il fait extrêmement froid dehors. Ce confort est possible grâce à un appareil qui réalise un miracle technologique : il extrait la chaleur de l’extérieur et l’injecte dans ma chambre. Un processus similaire se produit dans le réfrigérateur de ma cuisine, où son moteur extrait la chaleur de l’intérieur et l’expulse à l’extérieur, permettant ainsi de conserver les aliments à basse température. C’est presque magique ! Mais en réalité, il s’agit de pure technologie. Cependant, ce processus défie les lois naturelles, puisque la chaleur circule toujours spontanément des zones les plus chaudes vers les zones les plus froides. Pour inverser ce flux naturel, de l’énergie électrique et un gaz spécial sont utilisés pour échanger de la chaleur.

Le système fonctionne ainsi : le moteur comprime ce gaz spécial jusqu’à le liquéfier, l’obligeant à dégager de la chaleur. Il réduit ensuite la pression du liquide, provoquant son évaporation et, au cours de ce processus, le gaz absorbe la chaleur de l’environnement. Bien qu’efficace, ce type de technologie présente des inconvénients. Les gaz utilisés, comme les hydrofluorocarbures (HFC), sont très nocifs pour l’environnement, puisque leur rejet contribue au réchauffement climatique.

Une solution prometteuse réside dans les cristaux de plastique ioniques, des structures solides aux propriétés thermiques uniques, une technologie dans laquelle il travaille Josep-Lluis Tamaritnotre invité à Parler aux scientifiquesmembre du “Groupe de Caractérisation des Matériaux” : del Centre de recherche multi-échelle en sciences et en ingénierie de la Université Polytechnique de Catalogne.

Josep Lluis Tamarit explique lors de l’interview que les systèmes de réfrigération et de climatisation conventionnels consomment beaucoup d’énergie et contribuent de manière significative au réchauffement climatique en raison des fuites d’air. HFCs. Cela a motivé la recherche sur les systèmes de refroidissement à semi-conducteurs, qui utilisent des effets physiques tels que l’effet de chauffage pour générer des changements de température réversibles lorsqu’un stimulus externe, tel qu’une pression, un champ électrique ou un champ magnétique, est appliqué. Cependant, ces systèmes ont été limités par le manque de matériaux adaptés.

Dans un article de perspective publié Science par JL Tamarit et Pol Lloverasles chercheurs expliquent une avancée significative dans la recherche de cristaux plastiques ioniques ayant un effet barocalorique colossal, c’est-à-dire qu’ils génèrent de grands changements de température induits par la pression. Ces matériaux fonctionnent par transitions ordre-désordre : lorsqu’une pression est appliquée, les cristaux passent d’une phase désordonnée à une phase ordonnée, libérant de la chaleur. Lorsque la pression est relâchée, ils redeviennent désordonnés et absorbent la chaleur de l’environnement, produisant un effet de refroidissement.

Les cristaux de plastique ioniques offrent plusieurs avantages : ils ne nécessitent pas de gaz nocifs et consomment moins d’énergie, ils fonctionnent près de la température ambiante, ce qui les rend idéaux pour les applications résidentielles et industrielles, ils réduisent l’impact environnemental en minimisant le besoin de réfrigérants conventionnels et ils permettent refroidissement Plus efficace que les autres matériaux à semi-conducteurs.

Ces matériaux pourraient remplacer les systèmes de chauffage et de refroidissement traditionnels, offrant ainsi des solutions plus durables et plus sûres. En outre, ils présentent un potentiel dans d’autres domaines tels que les batteries à semi-conducteurs ou les dispositifs de stockage d’énergie.

Les cristaux de plastique ioniques représentent une révolution dans les systèmes de refroidissement. Grâce à des recherches comme celle de Josep-Lluis Tamarit votre équipe, nous nous rapprochons des solutions technologiques alliant efficacité, durabilité et moindre impact environnemental. Même s’il reste encore beaucoup à explorer, ces matériaux ouvrent une voie prometteuse vers un avenir plus propre et plus technologique.

Nous vous invitons à écouter Josep-Lluis Tamarit membre du Groupe de Caractérisation des Matériaux de la Centre de recherche multi-échelle en sciences et en ingénierie de la Université Polytechnique de Catalogne.

Références :

Josep-Lluis Tamarit et Pol Lloveras Les cristaux de plastique ioniques compressés sont froids Science. Tome 387 | Numéro 6729
3 janvier 2025

Piper et coll. Cristaux de plastique ioniques organiques ayant des effets barocaloriques colossaux pour une réfrigération durable Science. DOI: 10.1126/ciencia.adq83