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Un nouveau matériau utilise le soleil pour générer du froid

Des scientifiques de l'Institut de chimie moléculaire et des matériaux - Institut Charles Gerhardt Montpellier (CNRS/Université de Montpellier/ENSCM) et d'un Institut de Recherche Coréen ont élaboré un nouveau matériau hybride nanoporeux pour des systèmes de réfrigération solaire. Ce matériau présente à la fois des performances en réfrigération supérieures à celles des adsorbants commerciaux actuels, mais également des performances uniques en terme de production de chaleur, ce qui le rend aussi très attractif pour son intégration dans de futures pompes à chaleur.

Les systèmes solaires thermiques fonctionnant sur le principe d'adsorption d'eau intéressent particulièrement les industriels de la réfrigération car ils permettent de s'affranchir des réfrigérants polluants (chlorofluorocarbones par exemple) actuellement utilisés dans les systèmes frigorifiques à compression. Ces réfrigérateurs solaires opèrent selon un cycle thermique d'adsorption et de désorption d'eau par un matériau adsorbant capable de fixer l'eau dans ses pores et la libérer sous l'effet de la température. En captant le rayonnement solaire pour désorber l'eau, ils absorbent la chaleur associée et maintiennent ainsi le froid dans une enceinte.

 Ce solide hybride poreux cristallisé conçu par simulations numériques avant d'être synthétisé puis testé en laboratoire fait partie de la famille des Metal-Organic-Framework (MOFs), composés formés par l'association d'un oxyde de métal et d'un ligand organique. Ce nouveau MOF qui porte le nom de KMF-1 (KMF pour KRICT-CNRS Montpellier Framework) est constitué de chaînes d'oxyde d'aluminium connectées par des cycles aromatiques formant des canaux microporeux capable d'adsorber une quantité importante d'eau et de la désorber facilement à une température inférieure à 70°C accessible sous rayonnement solaire.

KMF-1 présente des performances en réfrigération supérieures à celles des meilleurs adsorbants commerciaux actuels, avec notamment une capacité exceptionnelle en terme de chaleur stockée, combinée à une très bonne stabilité chimique et une voie de synthèse impliquant des solvants verts. Ce matériau présente également des performances uniques en terme de production de chaleur, qui fait de lui un candidat de premier choix pour son utilisation dans des pompes-à-chaleur.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

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