Des poids légers avec une surface maximale
Les éponges métalliques sont utilisées dans de nombreux domaines, notamment pour le refroidissement et la filtration. Les éponges métalliques d'un nouveau genre de la start-up Apheros convainquent par des propriétés jusqu'ici inégalées.
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![image microscopique de la mousse ultraporeuse](/de/wirtschaft/industry/news/data/2022/12/leichtgewichte-mit-maximaler-oberflaeche/_jcr_content/articleLeadImage/image.imageformat.carousel.1656011242.jpg)
Le Dr Julia Carpenter du Complex Materials Group de l'ETH Zurich est la co-inventeur et la force motrice de cette jeune entreprise. Ses éponges métalliques présentent une microstructure unique. Par rapport aux produits existants, elles séduisent par leur très faible poids, leur très grande surface et leur capacité à absorber les liquides. Ces propriétés sont obtenues gr?ce à une méthode de production nouvellement développée, ce qui permet d'utiliser ces éponges métalliques dans différentes applications.
Refroidissement d'appareils électroniques
D'ici 2030, les appareils électroniques consommeront 23% de l'énergie mondiale. Près de la moitié de cette énergie, soit 10% de l'énergie mondiale, sera utilisée pour le refroidissement de ces appareils. Pour cela, on utilise aujourd'hui ce que l'on appelle des "puits de chaleur", qui sont généralement soutenus par des ventilateurs et des climatiseurs gourmands en énergie. Pour les applications haut de gamme, on utilise également des systèmes de refroidissement liquide avec des échangeurs de chaleur. Les éponges métalliques permettent un refroidissement efficace sans dépense d'énergie. Elles sont des échangeurs de chaleur passifs optimaux et se passent de ventilateurs et de climatiseurs.
![Des éponges métalliques de différentes formes et modèles](/de/wirtschaft/industry/news/data/2022/12/leichtgewichte-mit-maximaler-oberflaeche/_jcr_content/wide_content/image/image.imageformat.1286.598439672.jpg)
Facilité de fabrication
Pour ses éponges métalliques, Julia Carpenter utilise principalement des particules d'acier, de nickel et de cuivre, qui sont transformées par un procédé spécial de moussage et de frittage. Par rapport aux produits existants, les éponges métalliques d'Apheros ont une surface 100 à 1000 fois plus grande.
"Nos éponges métalliques présentent une surface 100 à 1000 fois plus grande que les produits existants".Julia Carpenter
La structure ouverte et poreuse ainsi que la grande surface permettent un refroidissement passif efficace, car la chaleur est échangée sur la surface et transmise à l'air. Plus la surface est grande, plus la chaleur dégagée est importante.
Les éponges métalliques sont ultraporeuses, ce qui leur confère un autre avantage : elles sont très légères - même pas la moitié du poids de l'aluminium - et flottent sur l'eau lorsqu'elles sont recouvertes d'un revêtement hydrofuge. Dans leur état de base, les éponges absorbent les liquides - même les liquides à haute viscosité comme le glycérol. Bien entendu, les propriétés de base du métal telles que la conductivité thermique et électrique ainsi que la stabilité mécanique sont conservées. Ces éponges conviennent aux applications qui ne nécessitent pas l'utilisation de ventilateurs ou qui sont refroidies par un liquide (échangeurs de chaleur).
" Les éponges métalliques sont ultraporeuses et donc très légères - elles flottent sur l'eau. "Julia Carpenter
Application dans la filtration, la catalyse et les électrodes pour batteries
Les éponges métalliques d'Apheros ne conviennent pas seulement aux applications dans le domaine du refroidissement, mais aussi à la filtration et à la catalyse. Lors de la filtration d'huile par exemple, les éponges métalliques permettent de br?ler facilement l'huile absorbée, ce qui rend le filtre réutilisable.
Dans la catalyse, l'éponge métallique agit à la fois comme catalyseur direct et comme substrat de catalyseur. Les éponges pourraient par exemple être utilisées dans le processus Haber-Bosch pour la production d'ammoniac, ou dans l'électrolyse pour la production d'hydrogène. L'avantage des éponges dans la catalyse réside dans leur résistance - elles sont beaucoup plus faciles à manipuler et à nettoyer que la variante granulaire actuellement utilisée.
Julia Carpenter voit une autre application avec du potentiel dans le domaine des électrodes pour batteries. Elle y travaille avec des collaborateurs de l'ETH et de l'Empa sur des projets visant à développer cette technologie. Parallèlement, son équipe est en train de fabriquer des prototypes pour le refroidissement liquide.
"Notre technologie est m?re".Julia Carpenter
Partenariats souhaités
Tout a commencé avec la thèse de doctorat de Julia Carpenter, pour laquelle elle a développé les nouvelles éponges métalliques. Comme le produit était presque prêt à être commercialisé, elle a décidé de commercialiser son invention. "La technologie est m?re, le matériau convient ou peut être facilement adapté en fonction de l'utilisation", explique Julia. Une demande de brevet a été déposée pour les éponges métalliques. Julia cherche maintenant des partenaires qui ont des idées claires pour une phase de "preuve de concept". Que ce soit dans le domaine du refroidissement, de la filtration, de la catalyse ou des électrodes, cela ne joue pas un grand r?le - elle est ouverte à tout.
![Dr. Julia Carpenter](/de/wirtschaft/industry/news/data/2022/12/leichtgewichte-mit-maximaler-oberflaeche/_jcr_content/wide_content/textimage_1341456089/image.imageformat.textdouble.237154390.gif)
Contact/Liens :
Complex Materials Group | ETH Zurich
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