Une étude, menée par des scientifiques du CNRS, a été faite pour explorer les propriétés thermiques de l’hydroxyde de lithium. Ce matériau pourrait révolutionner le stockage de l’énergie thermique dans les centrales solaires thermiques et ainsi améliorer les enjeux d’intermittence des énergies renouvelables.
Une équipe de chercheurs du CNRS a exploré le potentiel énergétique d’un nouveau matériau pour le stockage de l’énergie dans les CSP (Concentrated Solar Power), autrement dit les systèmes solaires thermiques (à ne pas confondre avec les panneaux solaires photovoltaïques). Ces dispositifs captent les rayons du soleil pour chauffer un fluide à des températures élevées. La chaleur émise est ensuite exploitée pour générer de l’électricité. Bien que les technologies aient nettement évolué ces dernières années, notamment avec l’intégration des systèmes de stockage d’énergie thermique (TES), les chercheurs reconnaissent que « l’application à grande échelle des technologies CSP reste un défi en raison de certaines limitations des matériaux de stockage de chaleur actuellement utilisés. » Selon eux, l’amélioration significative de ces technologies se joue donc dans les matériaux utilisés pour le stockage de l’énergie. L’hydroxyde de lithium (LiOH) sort ici du lot. Il n’avait encore jamais été envisagé pour ce type de technologies, pour autant il pourrait permettre de faire nettement progresser les problématiques liées à l’intermittence des énergies renouvelables (ici solaire).
Des propriétés thermiques exceptionnelles
Il existe aujourd’hui plusieurs matériaux utilisés dans les technologies de stockage thermiques. Ceux-ci sont des matériaux dits « à changement de phases » ou MCPs, comme les sels fondus, des acides gras, l’eau, certains métaux, etc. Ils ont la capacité de pouvoir facilement changer d’état suivant la température. Dans le cadre d’une utilisation dans les systèmes de stockage d’énergie thermique, ces matériaux captent et stockent l’énergie le jour et, sous leur forme solide la nuit, la restituent. Les chercheurs expliquent que, jusqu’à présent, les sels multicomposants sont les matériaux les plus utilisés dans les TES, mais ils présentent une faible conductivité thermique, ce qui empêche la stabilité des cycles fusion-solidification sur le long terme.
C’est donc ici que l’hydroxyde de lithium rentre en jeu. Lors de ses recherches, l’équipe a identifié l’hydroxyde de lithium « comme un candidat très prometteur pour les MCPs grâce à ses propriétés souhaitables en matière de conductivité thermique et de stabilité thermique. » Il a aussi l’avantage d’être ultra-compact. Le LiOH a donc été testé sous toutes ses coutures pour évaluer ses performances à différentes températures sur plusieurs centaines de cycles. À l’issue de leurs analyses, les chercheurs ont conclu que le matériau possède des propriétés thermodynamiques, de stabilité thermique et de conductivité thermique exceptionnelles. Ils annoncent « qu’il a le potentiel de révolutionner le stockage d’énergie thermique » et proposent même un système de stockage d’énergie ultra-compact à base de LiOH, ayant une capacité énergétique 6 fois supérieure à ceux utilisant des matériaux traditionnels.
Malgré les résultats très prometteurs de cette étude, il reste encore à tester la viabilité économique du matériau, ainsi que ses implications politiques et environnementales. Cela étant dit, les chercheurs espèrent que les résultats encourageront la création de nouvelles recherches sur l’hydroxyde de lithium dans le futur •
Rédigé par François Terminet.
Image : Poudre d’hydroxyde de lithium, Source : AdobeStock
