Nous développons des solutions pour améliorer  les technologies actuelles et préparer celles de demain.

Si nos équipes travaillent sur des projets avec des industriels, elles sont aussi engagées dans des projets plus "amont", qui permettent de ressourcer nos compéteces. Ces travaux de ressourcement et maturation constitueront notre offre technologique de demain. Plusieurs exemples de sujets de recherches en cours sont cités ci-dessous.

Le bilan des projets de ressourcement 2011 de l'institut Carnot energies du futur est paru, il est téléchargeable ici.

Cycle de vie

Nous travaillons sur le recyclage des métaux rares et nobles utilisés dans les assemblages membranes électrodes des piles à combustible. Nous étudions le développement d’un nouveau procédé qui permettrait de limiter le rejet de polluants et resterait compatible avec la récupération des autres composants des cellules : membranes et électrodes de carbone.

Matériaux et composants photovoltaïques

Pour limiter les rebuts de sciage issus de la découpe des lingots, nous développons un procédé de dépôt de silicium par épitaxie en phase liquide sur un substrat polycristallin. Ce procédé économe en silicium permettra d’utiliser des substrats bas coût, recouverts par une fine couche de silicium performant pour des cellules photovoltaïques.

Nous travaillons également sur d’autres projets comme la réalisation d’électrodes transparentes à base de nanomatériaux permettant de remplacer l’ITO ou encore la caractérisation fine de silicium au moyen du rayonnement synchrotron afin d’améliorer nos connaissances sur les mécanismes de dégradation des cellules photovoltaïques.

Modélisation de systèmes complexes

Nous avons actuellement une action sur la prévision de la production thermique et électrique de centrales solaires thermodynamiques à concentration. En combinant au sein d’un modèle semi-physique les lois physiques du champ solaire et du système, les prévisions obtenues permettront une meilleure gestion du réseau et un gain de productivité de la centrale solaire.

Composants de la filière hydrogène

Nous travaillons sur la purification de l’hydrogène issu de vaporeformage d’hydrocarbure par un dispositif électrochimique. Nous développons également des architectures innovantes d’assemblages électrodes membranes.

Matériaux avancés pour l'énergie

Dans cette thématique, nous travaillons par exemple sur le développement de fluides caloporteurs innovants à base de nanoparticules, améliorant la capacité d’échange thermique des fluides.

Un autre sujet de recherche porte sur la réalisation d’aimants de formes complexes réalisés par procédé PIM (Powder Injection Molding)

Biomasse

Une étude en cours porte sur la gazéification de l’effluent du procédé de préparation de la pâte à papier. Ce procédé permettrait d’augmenter le rendement énergétique de l’usine de production de pâte à papier.

Stockage thermique

Des travaux sont menés sur la faisabilité d’un procédé de stockage de la chaleur à forte densité par réaction chimique réversible. Un tel procédé permettrait d’étendre à plusieurs mois la durée de stockage de l’énergie thermique actuellement limitée à quelques jours.

Stockage électrochimique

Différentes études sont menées en parallèle :

• Sur les matériaux d’électrode nous travaillons sur le développement d’un polymère redox comme électrode positive de batteries au lithium.
• Sur les procédés : Nous développons des batteries souples par procédé d’impression. Ceci permet d’envisager des procédés de fabrication à coût réduit.
• Sur La modélisation des phénomènes thermiques et électrochimiques au sein des batteries dans le cadre d’une application pour le transport dans le but de définir une architecture optimisée, et d’améliorer la durée de vie des batteries par un meilleur management thermique.

Efficacité énergétique

Nos équipes travaillent sur l’amélioration des processus de transfert de chaleur par un couplage avec un système ultrason.

Nous travaillons aussi sur le développement d’une pompe à chaleur magnétocalorique pour l’habitat. En effet, l’effet magnétocalorique remplacerait avantageusement les systèmes de compression détente à fluides frigorigènes.

Nous travaillons également sur l’élaboration d’un diagnostic de performances énergétique des bâtiments avec des instruments de mesures. En associant les mesures à des modèles nous pourrons ainsi caractériser le comportement énergétique et proposer des améliorations dans la gestion de l’énergie des bâtiments.

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