Cendres volcaniques : Stockage Solaire Économique
Lorsqu’une région se retrouve couverte de cendres volcaniques, ce n’est généralement pas un développement positif. Cependant, des chercheurs de l’Université de Barcelone ont découvert un ensemble unique de caractéristiques bénéfiques dans les cendres volcaniques, les rendant remarquablement précieuses en tant que moyen de stockage d’énergie.
Nous avons déjà discuté à plusieurs reprises de solutions de stockage d’énergie thermique incroyablement abordables et de batteries thermiques remarquablement efficaces fonctionnant à des températures extrêmement élevées.
Les cendres volcaniques comme terrain d’entente
Les plus économiques parmi ceux-ci utilisent des matériaux abondants, tandis que les plus efficaces peuvent supporter des températures exceptionnellement élevées en utilisant des substances telles que l’étain liquide et des matériaux carbonés. Cependant, les cendres volcaniques présentent un terrain d’entente potentiel, offrant une option équilibrée qui peut être parfaitement adaptée à des applications spécifiques.
L’objectif principal d’une étude récente publiée dans le Journal of Energy Storage est la concentration solaire thermique, différente des panneaux photovoltaïques. Cela implique l’utilisation de tours entourées de vastes réseaux de miroirs paraboliques dans des paysages désertiques, positionnés méticuleusement pour suivre avec précision le mouvement du soleil et concentrer ses rayons sur un point central.
Actuellement, ces faisceaux concentrés produisent une chaleur immense, dépassant fréquemment 1 000 °C (1 832 °F) – comparable à une chaleur de loupe sur stéroïdes.
Options d’utilisation et de stockage
Cette chaleur peut servir à un double usage : soit la convertir directement en électricité, souvent par le biais d’une turbine à vapeur, soit la stocker pour une utilisation future en chauffant une batterie thermique. De nombreuses installations optent pour les sels fondus en raison de leurs capacités efficaces de stockage et de récupération de chaleur à haute température.
Cependant, les sels fondus présentent des inconvénients notables ; ils peuvent être hautement corrosifs, endommageant l’équipement et raccourcissant la durée de vie des installations. De plus, ils peuvent être coûteux à produire et peuvent se solidifier à des températures plus basses, compliquant les processus de manipulation.
Présentation des cendres volcaniques. Lorsqu’un seul volcan a fait éruption sur l’île de La Palma dans les îles Canaries en 2021, il a recouvert la région environnante d’une énorme quantité de 200 millions de mètres cubes (équivalant à 7,06 milliards de pieds cubes ou 80 000 piscines olympiques selon les mesures standard) de roches ignées et de débris de cendres.
Enquête sur les cendres volcaniques comme solution de stockage de chaleur
Cette ressource est abondante, car les cendres volcaniques sont couramment utilisées dans les projets de génie civil en raison de leur rentabilité. Cependant, les chercheurs de Barcelone ont cherché à explorer son potentiel en tant que milieu de stockage de chaleur. Pour ce faire, ils ont comprimé les cendres en granulés et les ont soumis à des cycles de chauffage et de refroidissement répétés entre 250 et 750 °C (480-1 380 °F) sur plus de 1 000 itérations.
Les chercheurs ont découvert que les cendres volcaniques présentaient une conductivité thermique et une capacité thermique remarquables tout en maintenant leur stabilité physique et chimique, ne montrant qu’une augmentation de 0,54 % de leur masse due à l’oxydation au cours des mille cycles.
Améliorer les systèmes de sels fondus avec des cendres volcaniques
De plus, ils ont observé que les cendres volcaniques pouvaient compléter efficacement les sels fondus. Lorsqu’elles sont mélangées avec des sels fondus, les cendres peuvent réduire l’impact corrosif des sels et stocker suffisamment de chaleur pour éviter leur tendance à se solidifier, le tout à faible coût. Alternativement, lorsqu’elles sont maintenues séparées dans des réservoirs utilisant des sels fondus pour le transfert de chaleur, les cendres peuvent encore remplir cette fonction presque aussi efficacement.
Cendres Volcaniques dans la Conversion Directe de l’Énergie Solaire
De plus, les cendres volcaniques se révèlent adaptées à une utilisation dans une configuration de récepteur “ouvert”, où les faisceaux solaires concentrés sont dirigés vers une structure construite à partir des cendres. Cette configuration permet de fonctionner à des températures extrêmement élevées et facilite une conversion très efficace de la chaleur en électricité.
Selon les chercheurs, “Les cendres volcaniques de l’île de La Palma ont un énorme potentiel en tant que matériau alternatif et durable pour l’application dans le domaine du stockage d’énergie thermique (TES)… Fournissant des solutions rentables et des économies potentielles dans le stockage d’énergie.”
Lisez l’article original sur : New Atlas
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