Une micro-centrale thermoélectrique à base de nano-silicium

Une équipe de chercheurs de l’Institut de génie énergétique et environnemental de Duisbourg (IUTA – Rhénanie du Nord-Westphalie), de l’Université de Duisbourg-Essen (UDE) et de l’Association allemande pour les techniques de soudage (GSI mbH) a conçu une micro-centrale thermoélectrique à base de nano-silicium, de dimensions 18mm* 21mm* 6mm. Cette micro-centrale permet de convertir de la chaleur perdue (frottements, effet Joule…) en électricité. Elle ouvre ainsi de nouvelles perspectives pour l’industrie automobile, les technologies liées à l’énergie et à l’environnement ainsi que les procédés industriels où les réseaux sans fil (capteurs, points de connexion) nécessitent une alimentation électrique.

Les générateurs thermoélectriques conventionnels, principalement utilisés dans le secteur aérospatial ainsi que des applications particulières, contiennent la plupart du temps des matériaux toxiques (plomb) ainsi que des terres rares (sélénium, tellure) nécessitant un effort important pour leur traitement et leur recyclage. Ainsi, l’équipe de chercheurs développe une nouvelle technologie reposant sur du nano-silicium, possédant un rendement égal et un coût de fabrication moins coûteux par rapport aux techniques conventionnelles, tout en étant adaptée à la production de masse. Le silicium, disponible en quantité importante et facilement réutilisable, permet une gestion durable du produit final.

Pour ce faire, les chercheurs de l’IUTA ont développé avec leurs collègues de l’Institut de combustion et dynamique des gaz de l’UDE un procédé de synthèse de nano-particules de silicium permettant une production de plusieurs kilogrammes. L’Institut de technologies de structures nanométriques de l’UDE a conçu un processus de frittage permettant d’agglomérer ces nanoparticules de silicium dans leur forme voulue. Enfin, la GSI a développé des techniques d’assemblage destinées à la production économique de modules robustes, stables et possédant une longue durée de vie.

Ce projet est financé par la Fédération des Associations de Recherche Industrielle (AiF) [1]. Le 22 mai 2012, l’invention a par ailleurs reçu le prix « InnoMateria Award » de la foire Innomateria de Cologne.

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[1] La Fédération des Associations de Recherche Industrielle (AiF) est le premier organisme national allemand pour le soutien à la R&D appliquée dans les PME. Il bénéficie d’un financement direct du Ministère fédéral de l’économie et de la technologie (BMWi) pour soutenir des projets de R&D portés par ses associations de recherche industrielle membres, dont fait partie l’Institut des techniques énergétiques et environnementales de Duisbourg (IUTA). En 2011, ces projets ont bénéficié d’une enveloppe totale de 135,4 millions d’euros dans le cadre du Programme de recherche industrielle commune (IGF) de l’AiF.

 

Pour en savoir plus, contacts :

Dr. Stefan Peil, chef de projet – tél. : +49 0 2065 418-222 -email : peil@iuta.de

 

Sources :

« Forscher bauen Minikraftwerke aus Silizium », dépêche idw, communiqué de presse de l’AiF – 23/05/2012 – http://idw-online.de/pages/de/news479235

 

Rédacteurs :

Lucas Ansart, lucas.ansart@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr