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Stockage thermochimique de la chaleur par sorption d’eau

M. Zbair, P. Dutournié

Les recherches menées s’inscrivent dans le domaine du stockage thermique, avec un accent particulier sur les systèmes de stockage thermochimique de la chaleur basés sur la sorption d’eau. Ces travaux visent à développer des matériaux et des procédés innovants pour optimiser le stockage et la restitution de l’énergie thermique, contribuant ainsi à relever les défis majeurs de la transition énergétique.
L’activité scientifique s’articule autour de trois axes principaux :
1. Synthèse et préparation des matériaux actifs : développement de matériaux à haute capacité de sorption, tels que des biochars ou des composites solides intégrant des sels hydratés (par exemple, MgSO₄) ou des hybrides à base d’argiles).
2. Caractérisation avancée : étude des propriétés texturales, structurales et thermodynamiques des matériaux pour comprendre leurs performances en termes de capacité de stockage et de cinétique d’adsorption/désorption.
3. Modélisation et simulation numérique : développement de modèles thermodynamiques et cinétiques pour prédire les performances des matériaux et optimiser leur intégration dans des systèmes de stockage thermochimique.
L’approche combinant expérimentation, caractérisation et modélisation a permis d’élaborer des matériaux innovants avec des propriétés spécifiques, tout en apportant une compréhension approfondie des mécanismes sous-jacents au stockage thermochimique.
Ces travaux ouvrent la voie à la conception de solutions thermiques durables, intégrant des matériaux respectueux de l’environnement et offrant une forte efficacité énergétique, notamment pour des applications dans les bâtiments ou les processus industriels.

Principe de Stockage Thermochimique de la Chaleur par Sorption d’Eau

Stockage et libération de chaleur dans des biochars imprégnés par des sels

Publications

Zbair, M. ; Scuiller, E. ; Dutournié, P. ; Bennici, S. Chapter 6. Major concern regarding thermophysical parameters’ measurement techniques of thermochemical storage materials. In Thermal Analysis and Calorimetry ; De Gruyter, 2023 ; pp. 183–222.

Zbair, M. ; Bennici, S. Survey Summary on Salts Hydrates and Composites Used in Thermochemical Sorption Heat Storage : A Review. Energies 2021, 14, 3105, doi:10.3390/en14113105.

Zbair, M. ; Nguyen, M.H. ; Dutournié, P. ; Bennici, S. Bi-salts composites to enhance the hydration kinetics and heat storage capacity. J. Energy Storage 2023, 73, 108862, doi:10.1016/j.est.2023.108862.

Nguyen, M.H. ; Zbair, M. ; Dutournié, P. ; Bennici, S. Thermochemical sorption heat storage : Investigate the heat released from activated carbon beads used as porous host matrix for MgSO4 salt. J. Energy Storage 2023, 59, 106452, doi:10.1016/j.est.2022.106452.

Nguyen, M.H. ; Zbair, M. ; Dutournié, P. ; Limousy, L. ; Bennici, S. Corn Cobs’ Biochar as Green Host of Salt Hydrates for Enhancing the Water Sorption Kinetics in Thermochemical Heat Storage Systems. Molecules 2023, 28, 5381, doi:10.3390/molecules28145381.

Nguyen, M.H. ; Zbair, M. ; Dutournié, P. ; Gervasini, A. ; Vaulot, C. ; Bennici, S. Toward new low-temperature thermochemical heat storage materials : Investigation of hydration/dehydration behaviors of MgSO4/Hydroxyapatite composite. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2022, 240, 111696, doi:10.1016/j.solmat.2022.111696.