Ils développent un aérogel au MIT qui reçoit plus de chaleur de la lumière du soleil

Un matériau isolant à base de silice hautement transparent qui peut générer des températures élevées à la lumière du soleil, même dans des conditions hivernales froides.

Les aérogels sont des matériaux contradictoires . Tellement éphémères qu'ils semblent à peine être là, mais ils ont des propriétés extraordinaires. L'équipe du MIT, en collaboration avec des ingénieurs de différentes spécialités, a développé un matériau qui, selon eux, est capable de transmettre la lumière du soleil tout en emprisonnant efficacement la chaleur solaire.

Dans un article publié dans le magazine ACS Nano, Evelyn Wang, chef du département de génie mécanique, étudiant diplômé Lin Zhao, professeur de génie énergétique Gang Chen, et ses collègues décrivent comment ils ont créé l'aérogel en contrôlant les taux d'hydrolyse et de condensation de l'orthosilicate. tétraméthyle (TMOS). Ils ont découvert un nouveau procédé pour ce faire, qui, selon eux, améliore non seulement la transparence optique du matériau, mais réduit également le temps de fabrication de plusieurs semaines à quelques jours.

La clé pour le faire fonctionner réside dans les proportions précises des différents matériaux à partir desquels l'aérogel a été synthétisé, explique l'article. Le procédé consiste à mélanger un catalyseur avec des grains d'un composé contenant de la silice dans une solution liquide, puis à sécher le gel résultant pour laisser une matrice qui est principalement de l'air mais conserve la résistance mécanique du mélange d'origine. La production d'un mélange qui sèche beaucoup plus rapidement que les précurseurs d'hydrogel conventionnels a produit un gel avec une taille de pore beaucoup plus petite entre ses grains, ce qui entraîne moins de diffusion de la lumière.

Selon Wang, les hydrogels conventionnels, bien qu'isolants très efficaces, transmettent au maximum 70% de la lumière incidente. Le nouvel aérogel laisse cependant passer 95% de la lumière du soleil incidente, mais conserve ses propriétés hautement isolantes, ce qui signifie que la chaleur de la lumière du soleil ne s'échappe pas.

L'équipe a testé le matériau lors d'une journée ensoleillée au milieu de l'hiver, qui à Cambridge, Massachusetts, a tendance à être bien en dessous de 0 ° C. Ils ont construit un appareil passif constitué d'un matériau sombre absorbant la chaleur recouvert d'une couche du nouvel aérogel. Le matériau sombre a atteint et maintenu une température de 220 ° C, rapportent-ils.

Auparavant, ces températures n'étaient obtenues à partir de la lumière du soleil que par un système de concentration de miroirs et de lentilles qui focalisaient la lumière du soleil sur une ligne ou un point central. Ces systèmes sont plus complexes et plus chers que la combinaison aérogel-collecteur passif.

La température atteinte conviendrait pour produire de l'eau chaude sanitaire dans un système de toiture, pour alimenter des systèmes de climatisation, ou pour une grande variété d'applications dans la fabrication de produits chimiques ou alimentaires qui offrent de nombreux procédés de fabrication, suggère l'équipe.

Plus d'informations: news.mit.edu

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