Systèmes hétérogènes lyophobes pour le stockage d'énergie mécanique – LyStEn

Les systèmes hétérogènes lyophobes (SHL), fondés sur des cycles d'intrusion forcée et d'extrusion spontanée d'un fluide non-mouillant dans un milieu nano-poreux, constituent une solution séduisante pour la récupération d'énergie cinétique au freinage. Le but de ce projet est d'étendre la compréhension des mécanismes physiques en jeu au sein des SHL afin d'en tirer pleinement profit pour la récupération d'énergie. On visera d'une part à minimiser toutes les sources d'hystérésis
entre phases d'intrusion et d'extrusion de manière à obtenir des rendements de conversion proches de l'unité, et d'autre part à augmenter la densité d'énergie pouvant être stockée au sein des matériaux. Au delà de l'aspect énergétique c'est la densité de puissance élevée de ces systèmes qui les rendent particulièrement intéressants et que l'on cherchera donc à caractériser finement.
Nous nous concentrerons d'une part sur la nature et la structure de la matrice poreuse et d'autre part sur la composition du fluide environnant. On s'intéressera en particulier à des matrices poreuses de type zéolite ou MOF (metal-organic framework) qui présentent des pores de rayon subnanométrique. Cette taille présente un double intérêt, d'une part elle permet une augmentation de la pression de stockage du fait du renforcement des phénomènes capillaires, d'autre part elle permet l'émergence de phénomènes osmotiques absents pour des tailles de pore plus importantes. Ce projet permettra d'éclaircir l'impact de la pression osmotique et d'en tirer pleinement profit pour des applications de stockage de l'énergie. Les SHL constituent à la fois une solution à bas coût et à faible impact environnemental. Des véhicules hybridés avec des dispositifs fondés sur des SHL sont envisageables en association avec tout type de propulsion, hydraulique, électrique où thermique.