vendredi, mai 23, 2025
  • Connexion
Enerzine.com
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
Enerzine.com
Aucun résultat
Voir tous les résultats
NIST : un pont entre chaleur perdue et électricité générée

NIST : un pont entre chaleur perdue et électricité générée

par La rédaction
31 mai 2023
en Chaleur, Technologie

Des chercheurs du NIST ont mis au point un dispositif susceptible de dynamiser considérablement la conversion de la chaleur en électricité. Si la technique est perfectionnée, elle pourrait aider à récupérer une partie de l’énergie thermique gaspillée chaque année aux États-Unis, estimée à environ 100 milliards de dollars.

La technique de fabrication innovante, mise au point par Kris Bertness, chercheuse au NIST, et ses collaborateurs, consiste à déposer des centaines de milliers de colonnes microscopiques de nitrure de gallium sur une plaque de silicium.

Des couches de silicium sont ensuite éliminées de la face inférieure de la plaque jusqu’à ce qu’il ne reste qu’une mince feuille de matériau. L’interaction entre les piliers et la plaque de silicium ralentit le transport de la chaleur dans le silicium, permettant à davantage de chaleur de se convertir en courant électrique.

Une fois la méthode de fabrication perfectionnée, les plaques de silicium pourraient être enroulées autour de tuyaux à vapeur ou d’échappement pour convertir les émissions de chaleur en électricité qui pourrait alimenter des appareils à proximité ou être livrée à un réseau électrique. Une autre application potentielle serait le refroidissement des puces informatiques.

L’étude du NIST-Université du Colorado repose sur un phénomène curieux découvert pour la première fois par le physicien allemand Thomas Seebeck. Dans les années 1820, Seebeck étudiait deux fils métalliques, chacun constitué d’un matériau différent, reliés aux deux extrémités pour former une boucle. Il a observé que lorsque les deux jonctions reliant les fils étaient maintenues à des températures différentes, une aiguille de boussole à proximité se déplaçait.

D’autres scientifiques ont vite compris que la déviation se produisait parce que la différence de température induisait une tension entre les deux régions, provoquant un courant du point le plus chaud vers le point le plus froid. Ce courant créait un champ magnétique qui déviait l’aiguille de la boussole.

Articles à explorer

Blackout en Espagne et au Portugal : une opportunité de repenser la prévention et la résilience, vers une transition énergétique soutenable

Blackout en Espagne et au Portugal : une opportunité de repenser la prévention et la résilience, vers une transition énergétique soutenable

19 mai 2025
Norvège : Passage des locomotives diesel à l'électricité

Norvège : Passage des locomotives diesel à l’électricité

18 mai 2025

En faisant croître des nanopilliers au-dessus d’une membrane de silicium, les scientifiques du NIST et leurs collègues ont réduit la conduction thermique de 21 % sans réduire la conductivité électrique, un résultat qui pourrait stimuler considérablement la conversion de l’énergie thermique en énergie électrique. Dans les solides, l’énergie thermique est transportée par les phonons, des vibrations périodiques des atomes dans un réseau cristallin. Certaines vibrations des phonons de la membrane entrent en résonance avec celles des nanopilliers, ce qui a pour effet de ralentir le transfert de chaleur. Il est essentiel que les nanopilliers ne ralentissent pas le mouvement des électrons, de sorte que la conductivité électrique reste élevée, créant ainsi un matériau thermoélectrique de qualité supérieure.

En théorie, l’effet Seebeck pourrait être un moyen idéal de recycler l’énergie thermique qui serait autrement perdue. Cependant, il y a un obstacle majeur. Un matériau doit mal conduire la chaleur afin de maintenir une différence de température entre deux régions, mais conduire extrêmement bien l’électricité pour convertir la chaleur en une quantité substantielle d’énergie électrique. Pour la plupart des substances, cependant, la conductivité thermique et la conductivité électrique vont de pair ; un mauvais conducteur de chaleur est également un mauvais conducteur électrique et vice versa.

En étudiant la physique de la conversion thermoélectrique, le théoricien Mahmoud Hussein de l’Université du Colorado a découvert que ces propriétés pourraient être découplées dans une membrane mince recouverte de nanopiliers – des colonnes de matériau debout ne dépassant pas quelques millionièmes de mètre de longueur, soit environ un dixième de l’épaisseur d’un cheveu humain. Cette découverte a conduit à une collaboration avec Bertness.

Illustration de nanopiliers utilisés dans une nouvelle conception pour convertir efficacement l'énergie thermique en électricité. (Image : S. Kelley/NIST)
Illustration de nanopiliers utilisés dans une nouvelle conception pour convertir efficacement l’énergie thermique en électricité. (Image : S. Kelley/NIST)

Grâce à l’utilisation des nanopiliers, Bertness, Hussein et leurs collègues ont réussi à découpler la conductivité thermique de la conductivité électrique dans la plaque de silicium, une première pour tout matériau et une étape cruciale pour permettre une conversion efficace de la chaleur en énergie électrique. Les chercheurs ont réduit la conductivité thermique de la plaque de silicium de 21% sans diminuer sa conductivité électrique ou modifier l’effet Seebeck.

L’équipe travaille actuellement sur des structures entièrement fabriquées en silicium et avec une meilleure géométrie pour la récupération de chaleur thermoélectrique. Les chercheurs s’attendent à démontrer un taux de conversion de la chaleur en électricité suffisamment élevé pour rendre leur technique économiquement viable pour l’industrie.

Bertness et ses collaborateurs de l’Université du Colorado à Boulder ont présenté leurs résultats dans la revue Advanced Materials (« Semiconductor Thermal and Electrical Properties Decoupled by Localized Phonon Resonances »).

Paper: Bryan T. Spann , Joel C. Weber, Matt D. Brubaker, Todd E. Harvey, Lina Yang, Hossein Honarvar, Chia-Nien Tsai, Andrew C. Treglia, M. Lee, Mahmoud I. Hussein and Kris A. Bertness. Semiconductor thermal and electrical properties decoupled by localized phonon resonances. Advanced Materials. Published online March 23, 2023. DOI: 10.1002/adma.202209779

Tags: chaleurelectricitenanopiliersseebeck
TweetPartagePartagePartageEnvoyer
Article précédent

Citroën frappe fort avec son SUV C5 Aircross Hybride 136

Article suivant

Des citoyens rendent possible la centrale solaire Q ENERGY

La rédaction

La rédaction

Enerzine.com propose une couverture approfondie des innovations technologiques et scientifiques, avec un accent particulier sur : - Les énergies renouvelables et le stockage énergétique - Les avancées en matière de mobilité et transport - Les découvertes scientifiques environnementales - Les innovations technologiques - Les solutions pour l'habitat Les articles sont rédigés avec un souci du détail technique tout en restant accessibles, couvrant aussi bien l'actualité immédiate que des analyses. La ligne éditoriale se concentre particulièrement sur les innovations et les avancées technologiques qui façonnent notre futur énergétique et environnemental, avec une attention particulière portée aux solutions durables et aux développements scientifiques majeurs.

A lire également

Une approche de fabrication "à froid" pour produire des batteries de nouvelle génération
Batterie

Une approche de fabrication « à froid » pour produire des batteries de nouvelle génération

il y a 7 heures
Un matériau clé pour l'optique du futur : le titanate de strontium en films minces
Optique

Un matériau clé pour l’optique du futur : le titanate de strontium en films minces

il y a 9 heures
ZEUS : un laser d'une puissance inédite ouvre de nouvelles frontières à la science
Laser

ZEUS : un laser d’une puissance inédite ouvre de nouvelles frontières à la science

il y a 11 heures
Un accélérateur de protons de table alimenté par des lasers universitaires
Laser

Un accélérateur de protons de table alimenté par des lasers universitaires

il y a 1 jour
Milieux poreux : les limites minimales et maximales de la perméabilité
Recherche

Milieux poreux : les limites minimales et maximales de la perméabilité

il y a 2 jours
Amazon déploie des machines automatisées pour optimiser l'emballage de millions de commandes en Europe
Industrie technologie

Amazon déploie des machines automatisées pour optimiser l’emballage de millions de commandes en Europe

il y a 2 jours
Plus d'articles
Article suivant
Des citoyens rendent possible la centrale solaire Q ENERGY

Des citoyens rendent possible la centrale solaire Q ENERGY

Défi de la décarbonation : la clé se cache-t-elle dans le LDES ?

Défi de la décarbonation : la clé se cache-t-elle dans le LDES ?

Rimac Nevera : la reine des hypercars électriques écrase 23 records

Rimac Nevera : la reine des véhicules électriques écrase 23 records

Bibliothèque photos préférée : Depositphotos.com
depositphotos
Enerzine est rémunéré pour les achats éligibles à la plateforme : Amazon partenaire

Articles récents

L'accès à l’eau potable en situation de crise : un pilier oublié de la résilience énergétique

L’accès à l’eau potable en situation de crise : un pilier oublié de la résilience énergétique

23 mai 2025
Les énergies renouvelables réduisent-elles la production de combustibles fossiles aux États-Unis ?

Les énergies renouvelables réduisent-elles la production de combustibles fossiles aux États-Unis ?

23 mai 2025
  • A propos
  • Newsletter
  • Publicité – Digital advertising
  • Mentions légales
  • Confidentialité
  • Contact

© 2025 Enerzine.com

Bienvenue !

Login to your account below

Forgotten Password?

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.

Log In
Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
  • Renouvelable
  • Technologie
  • Environnement
  • Mobilité
  • Habitat
  • Insolite
  • Guide
  • Labo

© 2025 Enerzine.com