[Graphite/salt composites for high temperature energy storage: a study of the effects of the graphite and of the microstructure of the composites on the phase change properties of the salts]
Thermal energy storage at high temperature is an efficient way for energy saving in the industrial sector, as well as a key component for power generation based on renewable energy resources. Thermal energy storage technology based on phase change materials (mainly salts) has been identified to meet the requirements of investment costs and compactness. However, the low thermal conductivity of salts (∼1 W/m/K) could be a limiting factor concerning power. To overcome such a drawback, new materials combining salts with graphite have been developed. Nevertheless, it is important to verify that no degradation of the salts storage properties is induced by their thermal conductivity enhancement. In this Note, the effects of the graphite and the composites graphite/salt microstructure on the phase change properties of salts are analysed.
Dans la poursuite d'une efficacité énergétique accrue, le stockage d'énergie thermique à haute température peut jouer un rôle significatif dans les secteurs industriel et de production d'électricité. Les matériaux à changement de phase, en particulier les sels, seraient de bons candidats pour se faire. Néanmoins, pour des applications exigeantes en termes de puissance, la faible conductivité thermique des sels est souvent rédhibitoire. Afin de remédier à cette difficulté, la capacité de stockage des sels est associée aux propriétés conductrices du graphite. Toutefois, il est nécessaire de vérifier que l'amélioration des propriétés de transfert des composites graphite/sel ne se fait pas au détriment des propriétés de stockage souhaitées. C'est l'objet de cette Note où l'analyse calorimétrique des composites permet d'observer les effets du graphite et de la microstructure des composites sur les propriétés de changement de phase des sels.
Accepted:
Published online:
Keywords: Heat transfer, Thermal energy storage at high temperature, PCM, Salt, Graphite, DSC
Jérôme Lopez 1; Jean-Pierre Dumas 2; Elena Palomo del Barrio 1
@article{CRMECA_2008__336_7_578_0,
author = {J\'er\^ome Lopez and Jean-Pierre Dumas and Elena Palomo del Barrio},
title = {Composites graphite/sel pour le stockage d'\'energie \`a haute temp\'erature : \'etude des effets du graphite et de la microstructure des composites sur les propri\'et\'es de changement de phase des sels},
journal = {Comptes Rendus. M\'ecanique},
pages = {578--585},
publisher = {Elsevier},
volume = {336},
number = {7},
year = {2008},
doi = {10.1016/j.crme.2008.04.004},
language = {fr},
}
TY - JOUR AU - Jérôme Lopez AU - Jean-Pierre Dumas AU - Elena Palomo del Barrio TI - Composites graphite/sel pour le stockage d'énergie à haute température : étude des effets du graphite et de la microstructure des composites sur les propriétés de changement de phase des sels JO - Comptes Rendus. Mécanique PY - 2008 SP - 578 EP - 585 VL - 336 IS - 7 PB - Elsevier DO - 10.1016/j.crme.2008.04.004 LA - fr ID - CRMECA_2008__336_7_578_0 ER -
%0 Journal Article %A Jérôme Lopez %A Jean-Pierre Dumas %A Elena Palomo del Barrio %T Composites graphite/sel pour le stockage d'énergie à haute température : étude des effets du graphite et de la microstructure des composites sur les propriétés de changement de phase des sels %J Comptes Rendus. Mécanique %D 2008 %P 578-585 %V 336 %N 7 %I Elsevier %R 10.1016/j.crme.2008.04.004 %G fr %F CRMECA_2008__336_7_578_0
Jérôme Lopez; Jean-Pierre Dumas; Elena Palomo del Barrio. Composites graphite/sel pour le stockage d'énergie à haute température : étude des effets du graphite et de la microstructure des composites sur les propriétés de changement de phase des sels. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 336 (2008) no. 7, pp. 578-585. doi : 10.1016/j.crme.2008.04.004. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2008.04.004/
[1] Energy cascading combined with thermal energy storage in industry. 6th framework programme for research, European Commission, 2006
[2] IEA, The concentrating solar power global market initiative, Solar Paces, Rapport annuel, 2004
[3] Enhancing the thermal response of latent heat storage systems, Int. J. Energy Res., Volume 21 (1997), pp. 759-766
[4] Characterization of alkanes and paraffin waxes for application of phase change energy storage medium, Energy Sources, Volume 16 (1994), pp. 117-128
[5] Use of paraffin compositions as thermal-storage substances in solar heat treatment of reinforced-concrete items, Geliotekhnica, Volume 26 (1990), pp. 69-72
[6] Phase-change heat regenerators: Modeling and experimental studies, AIChE, Volume 42 (1996), pp. 791-808
[7] Dynamics of latent heat storage in fixed beds, a non-linear equilibrium model, the analogy with chromatography, Chem. Eng. Commun., Volume 24 (1983), pp. 183-204
[8] Paraffin/porous-graphite-matrix composite as a high and constant power thermal storage material, Int. J. Heat Mass Transfer, Volume 44 (2001), pp. 2727-2737
[9] Carbon foam matrices saturated with PCM for thermal protection purposes, Carbon, Volume 44 (2006) no. 10, pp. 2080-2088
[10] Al-Hallaj S. Thermal conductivity enhancement of phase change materials using a graphite matrix, Appl. Therm. Eng., Volume 26 (2006), pp. 1652-1661
[11] Thermal performance of a high conductive shape-stabilized thermal storage material, Solar Energy Materials & Solar Cells, Volume 69 (2001), pp. 293-296
[12] Preparation and performance of shape stabilized phase change thermal storage materials with high conductivity, Energy Covers Mgmt, Volume 43 (2002), pp. 103-108
[13] Effect of carbon-fiber brushes on conductive heat transfer in phase change materials, Int. J. Heat Mass Transfer, Volume 2002 (2002), p. 45 (4781–4792)
[14] Composite reactants of calcium chloride combined with functional carbon materials for chemical heat pumps, Appl. Therm. Eng., Volume 28 (2008) no. 4, pp. 304-310
[15] Effect of carbon nanofiber additives on thermal behaviour of phase change materials, Carbon, Volume 43 (2005), pp. 3067-3074
[16] Thermal conductivity enhancement of energy storage media using carbon fibers, Energy Covers Mgmt, Volume 41 (2000), pp. 1543-1556
[17] Thermal conductivity measurement of a PCM based storage system containing carbon fibers, Appl. Therm. Eng., Volume 25 (2005), pp. 1623-1633
[18] DISTOR, Rapport intermédiaire, 2007
[19] HTPSTOCK, Rapport final du projet, 2007
[20] Z. Acem, Nouveaux composites graphite/sel destinés au stockage de l'énergie thermique à haute température : de l'élaboration au développement de méthodes de caractérisation thermique de matériaux conducteurs orthotropes, Thèse de l'Université Bordeaux1, 2007
[21] S. Pincemin, Elaborations et caractérisations de matériaux composites à hautes performances énergétiques pour l'intégration d'un stockage thermique dans les centrales électro-solaires, Thèse de l'Université de Perpignan, 2007
[22] J. Lopez, Nouveaux matériaux graphite/sel pour le stockage d'énergie à haute température, Etude des propriétés de changement de phase, Thèse de l'Université Bordeaux1, 2007
Cited by Sources:
Comments - Policy