INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Brève description des figures représente schématiquement les étapes mises en œuvre dans le procédé (A) selon l’invention.
est un schéma du procédé de recyclage de batteries usagées de type LFP selon l’invention.
Définitions Le terme « environ », signifie, au sens de la présence description, que la valeur peut varier de plus ou moins 10%.
Le terme « alkyl » signifie, au sens de la présente description, une chaîne aliphatique saturée, linéaire ou ramifiée comprenant de 1 à 6 atomes de carbone. A titre d’exemple, on peut citer les radicaux méthyl, éthyl, n-propyl etc …
Le terme « aryl » signifie, au sens de la présente description, un radical aromatique ayant de 6 à 10 atomes de carbone, de préférence un radical phényl (C 6 H 5 -).
Le terme « alkylaryl », signifie, au sens de la présente description, un radical aryle substitué par un radical alkyle, les termes « aryle » et « alkyle » étant tels que définis ci-dessus. Un exemple de radical alkylaryl est notamment le radical toluyle.
Les termes acide « alkylsulfoniques », « alkyarylsulfoniques » ou « arylsulfoniques » désignent, au sens de la présente description, des composés de formule R-S(O 2 )OH où R représente respectivement un radical alkyle, alkylaryle ou aryle, ces derniers étant tels que définis ci-dessus.
La désignation (s) signifie, au sens de la présente description que le composé est sous forme solide.
Exemples Le recyclage de batteries LFP selon le procédé de l’invention a été réalisé selon les étapes suivantes:
1.- Étape de prétraitement : récupération de la masse noire à partir de batteries usagées ou mises au rebut lors de leur fabrication
La batterie LFP est déchargée à 0 volt, puis désassemblée (automatiquement ou manuellement) pour retirer l'emballage plastique et le boîtier des batteries et séparer les électrodes de la cathode et de l'anode. On procède ensuite au broyage des matériaux de la cathode et de l'anode, et on récupère, après tamisage, une fraction fine de matériaux pulvérulents dont la taille des particules ne dépasse pas 100 micromètres, et est idéalement comprise entre 65 et 75 micromètres. Cette fraction fine constitue la masse noire.
2.- Étape de lixiviation :
Après récupération, la masse noire est mise en solution à raison d’une concentration comprise entre 40 à 100 g/L dans un acide organique tel que défini dans la présente demande qui a une concentration entre 3 à 5 M, en solution aqueuse. 6 à 24 % (v/v) de peroxyde d'hydrogène H 2 O 2 sont ensuite ajoutés à la solution acide obtenue. Le peroxyde d’hydrogène, joue, dans cette étape, le rôle d'un agent réducteur qui permet d’optimiser l’extraction de lithium et de fer de la masse noire. Cette réaction se déroule à température ambiante et sous agitation pendant 90 minutes.
Après ces 90 minutes, une filtration sous vide est effectuée pour séparer le liquide de lixiviation des impuretés (graphite (carbone), aluminium, cuivre et polymères).
3.- Extraction des métaux :
Dans le cas où on a une batterie SLFP (Nickel, Cobalt + LiFePO4) ou LMFP (Manganèse + LiFePO4), après la filtration sous vide, on met en œuvre une extraction par solvant avant les 2 étapes de précipitation ii) et iii) telles que décrites dans la présente demande. Cette étape d’extraction n’est bien entendu pas nécessaire dans le cas d’ une batterie LFP classique (LiFePO4), on passe directement aux 2 étapes de précipitation après la filtration sous vide.
Dans un troisième aspect, l'invention concerne un greffon implantable comprenant l’échafaudage microstructuré, des cellules, en particulier des photorécepteurs et des cellules de l’épithélium pigmentaire rétinien cultivées sur un support.
Un autre aspect de l’invention concerne un procédé de préparation d’un greffon implantable comprenant l’échafaudage microstructuré, des cellules en particulier des photorécepteurs et des cellules de l’épithélium pigmentaire rétinien cultivées sur un support.
Un autre aspect de l’invention concerne un procédé de préparation d’un échafaudage microstructuré, en particulier par photolithographie.
Le terme « échafaudage » est utilisé ici pour désigner un support biocompatible de type membrane microstructurée utile pour la culture de cellules, en particulier de photorécepteurs.
L’échafaudage selon la présente invention est une membrane microstructurée qui comprend des micropores traversants de forme conique. Les micropores de forme conique sont soit coniques sur toute la hauteur de la membrane, soit partiellement coniques sur une première partie du micropore (hauteur h1) située dans la partie apicale de la membrane ; une seconde partie du micropore (hauteur h2) située dans la partie basale de la membrane est formée d’au moins deux canaux, de préférence trois ou quatre canaux, de forme conique ou sensiblement conique. Lesdits canaux, de préférences ne sont pas de forme cylindrique ou sensiblement cylindrique.
Structure de l’échafaudage de culture cellulaire
Au sens de la présente invention, l’échafaudage comprend ou consiste en une membrane microstructurée qui présente des micropores traversants de forme conique. Le diamètre et la distribution des micropores sont différents en fonction de l’orientation de la membrane. La surface apicale de la membrane (1) correspond à la surface orientée vers le haut. La surface basale de la membrane (2) correspond à la surface de la membrane orientée vers le bas, c’est-à-dire la surface de la membrane qui dans certains modes de réalisation de l’invention se trouve au contact d’une couche de cellules de l’épithélium pigmentaire rétinien et comprenant des micropores d’un diamètre inférieur à ceux se trouvant sur la surface apicale de la membrane.
Dans un aspect particulier de l’invention,
-la surface apicale de la membrane (1) présente des micropores d’un diamètre (d1) supérieur à au moins trois fois, de préférence à au moins quatre fois le diamètre (d2) des micropores de la surface basale de la membrane (2).
Dans un aspect particulier de l’invention, l’échafaudage comprend ou est constitué d’une membrane microstructurée comprenant des micropores de forme conique traversants ladite membrane au niveau d’une première surface (1) et au niveau d’une seconde surface (2) caractérisée en ce que,
Dans un autre aspect particulier de l’invention, le micropore de forme conique, présente une première partie (apicale) de hauteur (h1) et une seconde partie (basale) de hauteur (h2) qui présente plusieurs canaux formant plusieurs micropores à la surface basale de la membrane (2).
La hauteur (h1) du micropore présente une valeur correspondant à environ un quart à la moitié de la hauteur totale du micropore. De préférence, la hauteur (h1) du micropore présente une valeur correspondant à environ un tiers de la hauteur totale du micropore.
La hauteur (h1) du micropore présente une valeur comprise de 20 µm à 60 µm, de préférence comprise de 30 µm à 50 µm, de préférence de 30 µm à 40 µm, soit de 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 ou 40 µm.
La hauteur (h2) du micropore présente une valeur comprise de 40 µm à 80 µm, de préférence comprise de 50 µm à 70 µm, de préférence de 55 µm à 65 µm, soit de 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64 ou 65 µm.
Selon la présente invention, lorsque le micropore de forme conique présente deux canaux, le micropore est dit bipode ; lorsque le micropore de forme conique présente trois canaux, le micropore est dit tripode et lorsque le micropore de forme conique présente quatre canaux, le micropore est dit quadripode.
Etape de lixiviation acide i)
L’étape i) comprend la mise en contact du substrat (S) avec une solution aqueuse de lixiviation comprenant un agent réducteur et un acide organique choisi parmi les acides alkylsulfoniques, alkylarylsulfoniques, arylsulfoniques, l’éthylènediamine-N,N′-bis(acide 2-hydroxyphénylacétique) ou un mélange de ceux-ci, ce par quoi on récupère une phase liquide L 1 riche en lithium et en fer.
Plus particulièrement, l’étape i) comprend :
- La mise en contact avec une solution aqueuse de lixiviation comprenant un agent réducteur et un acide organique choisi parmi les acides alkylsulfoniques, alkylarylsulfoniques, arylsulfoniques,l’éthylènediamine-N,N′-bis(acide 2-hydroxyphénylacétique) ou un mélange de ceux-ci,
- La séparation du substrat (S) lixivié de la solution de lixiviation ; et
- La récupération de la solution de lixiviation obtenue, également dénommée ci-après phase liquide L 1 .
L’étape de lixiviation i) selon l’invention est réalisée par une solution aqueuse contenant les acides organiques choisis parmi les acides alkylsulfoniques, alkylarylsulfoniques, arylsulfoniques ou l’éthylènediamine-N,N′-bis(acide 2-hydroxyphénylacétique) et un agent réducteur. L’eau mise en œuvre dans cette étape est notamment de l’eau déminéralisée.
De préférence, les acides sulfoniques mis en œuvre à l’étape i) sont l’acide méthylsulfonique (également désigné MSA), l’acide paratoluène sulfonique (également désigné TSA, ou TsOH), l’acide benzènesulfonique. De préférence, le solvant organique est choisi parmi l’acide méthylsulfonique, l’acide paratoluène sulfonique, l’acide benzenesulfonique, l’éthylènediamine-N,N′-bis(acide 2-hydroxyphénylacétique) ou un mélange de ceux-ci.
Ces acides organiques sont particulièrement avantageux en ce qu’ils ont un pKa relativement faible, typiquement compris entre 2 et 3, de bonnes propriétés chélatantes, sont miscibles à l’eau et peuvent être séparés de la solution aqueuse de lixiviation par différentes méthodes, notamment par simple distillation.
L’agent réducteur mis en œuvre dans l’étape de lixiviation permet de réduire des métaux présents dans le substrat (S) à leur niveau d’oxydation le plus bas et de favoriser ainsi leur dissolution dans le solvant de lixiviation et donc leur extraction du substrat (S). L’agent réducteur mis en œuvre est avantageusement de l’H 2 O 2 .
L’agent réducteur mis en œuvre à l’étape i) peut être choisi parmi le peroxyde d’hydrogène.
La concentration d’agent réducteur dans le milieu peut varier dans une large mesure. A titre d’exemple, la concentration de la solution de peroxyde d’hydrogène ajoutée au substrat peut varier de 6 à 24% (v/v), notamment entre 18 et 22% (v/v), le ratio en volume correspondant au volume de peroxyde d’hydrogène ajouté sur le volume total de la solution de lixiviation obtenue à l’étape i), incluant notamment l’acide organique, l’eau et le peroxyde d’hydrogène.
A titre d’exemple, la réaction chimique mise en œuvre avec l’acide
méthylsulfonique et l’H 2 O 2 en tant que réducteur est la suivante (1) :
La lixiviation avec les acides organiques selon l’invention permet notamment de récupérer, en phase liquide, en solution, des ions Li + , Fe 3+ et PO4 2- et donc de les séparer de la phase solide du substrat (S).
Le substrat (S) contenant du LiFePO 4 /C (s), est un substrat solide, de préférence issu d’un matériau d’électrode de batteries de type LFP, en particulier usagées ou mises au rebut lors de la fabrication. Il correspond notamment à la masse noire (« black mass ») résultant du traitement mécanique de broyage des batteries LFP usagées, mis en œuvre dans les procédés hydrométallurgiques.
est une représentation en perspective d’un dispositif de régulation thermique selon un premier mode de réalisation sur laquelle la circulation du fluide caloporteur destiné à circuler dans ce dispositif a été représenté par des flèches en traits pleins ;
est une représentation en perspective d’un dispositif de régulation thermique selon un deuxième mode de réalisation sur laquelle la circulation du fluide caloporteur destiné à circuler dans ce dispositif a été représenté par des flèches en traits pleins ;
est une représentation en perspective d’une extrémité d’un dispositif de régulation thermique, rendant visible une boîte de distribution et des manchons de raccordement s’étendant en saillie de part et d’autre de cette boîte ;
est une vue en coupe de deux dispositifs de régulation thermique voisins, rendant notamment visible la coopération entre des manchons de raccordement réalisés d’un seul tenant avec la boîte de distribution formée à l’extrémité du dispositif de régulation thermique correspondant ;
est une représentation schématique représentation en perspective, similaire à celle de la , dans laquelle la boîte de distribution a été représentée partiellement pour rendre visible sa structure interne et pour rendre visible la structure interne du tube à une extrémité duquel est fixée la boîte de distribution ;
est une vue en perspective du tube de la ;
est une représentation en perspective, selon un angle de perspective similaire à celui de la , illustrant une variante de réalisation de l’invention ;
est une vue en coupe de deux dispositifs de régulation thermique voisins, dans un plan de coupe similaire à celui de la , illustrant la variante de réalisation de la ;
est une vue en coupe d’un tube selon une première alternative de réalisation de l’invention ;
est une vue en coupe d’un tube selon une deuxième alternative de réalisation de l’invention.
Dans la description qui va suivre, les dénominations « longitudinale », « transversale » et « verticale » se réfèrent à l’orientation d’un dispositif de régulation thermique selon l’invention. Une direction longitudinale correspond à une direction d’extension principale d’un dispositif de régulation thermique et une direction transversale correspond à une direction sensiblement perpendiculaire à un plan d’extension principal d’un dispositif de régulation thermique et à une direction d’extension principale d’un manchon de raccordement hydraulique du dispositif de régulation thermique, cette direction transversale étant perpendiculaire à l’axe longitudinal L. Enfin, une direction verticale est perpendiculaire à la direction longitudinale et à la direction transversale.
Un dispositif de stockage d’énergie électrique 1 selon un aspect de l’invention, notamment prévu pour équiper un véhicule électrique ou hybride, comporte plusieurs ensembles d’organes de stockage d’énergie électrique 2, également appelés par la suite cellules de stockage d’énergie électrique, et plusieurs dispositifs de régulation thermique 4 agencés à proximité de ces cellules pour permettre un échange thermique entre eux.
Les organes de stockage d’énergie électrique présentent notamment la forme de cellules cylindriques, ici à section circulaire, disposées verticalement, c’est-à-dire perpendiculairement au plan longitudinal et transversal dans lequel s’inscrit principalement le dispositif de stockage d’énergie électrique.
Les organes de stockage d’énergie électrique 2 sont notamment disposés en rangées 3 successives, parallèles les unes aux autres, et chaque rangée, ou ensemble d’organes de stockage d’énergie électrique, s’étend principalement longitudinalement.
Des dispositifs de régulation thermique 4 sont disposés entre deux rangées 3 d’organes de stockage d’énergie électrique voisines, avec notamment un tube 6 qui est configuré pour être au contact des organes de stockage d’énergie électrique 2 de ces deux rangées 3 voisines.
Les différents automatismes et contrôles peuvent être réalisés à distance au moyen notamment d’un mobile multifonction dit smartphone. De plus, en fonction des paramètres mesurés, le dispositif peut réaliser un auto-apprentissage et requérir du combustible ou réguler les échanges thermiques selon les besoins. Plus précisément, selon un mode de réalisation préféré, les boucles de régulation dans les circuits d’air ambiant et fumées sont conçues de la façon décrite ci-après.
La boucle air ambiant est contrôlée à partir de deux types d’informations. D’une part, celles en provenance du thermostat distant en liaison HF (hautes fréquences) avec l’automate du dispositif. Ce thermostat fonctionne en boucle PID (proportionnel intégral dérivé) pour obtenir un fort niveau de précision thermique .
Et d’autre part, à partir d’informations thermiques contrôlées sur le dispositif: température du corps d’insert, des fumées en sortie, de l’échangeur stockeur.
Ces informations sont traitées par un automate qui adapte la vitesse de soufflage avec des priorités sécuritaire (la sécurité et l’intégrité de l’équipement est prioritaire sur l’observance de la température de consigne)
Un dispositif réunissant tout ou partie des caractéristiques ci-dessus décrites permet de faire travailler le foyer peu de temps mais de façon intense c’est-à-dire selon son meilleur rendement tout en profitant au maximum sur un temps long des calories créées.
L’efficacité thermique et le confort en sont grandement optimisés en regard des dispositifs de l’art antérieur.
Bien entendu, un tel dispositif peut être connecté ou associé à une pluralité d’équipements déportés tels ceux listés ci-après :
réservoirs supplémentaires, eau chaude sanitaire, chauffage central, micro pompe à chaleur pour extraire les calories à très basse température, échangeur stockeur/réservoir supplémentaire pour plus d’autonomie.
Les concepts fondamentaux de l’invention venant d’être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d’autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d’exemple non limitatif, un mode de réalisation d’un dispositif conforme à l’invention.
est un dessin schématique d’une vue extérieure de face d’un mode de réalisation du dispositif de l’invention;
est un dessin schématique d’une vue de face où la paroi de l’enceinte ;
est un dessin schématique d’une vue de droite en coupe du dispositif de la ;
est un dessin schématique d’une vue de gauche en coupe du dispositif de la sans son enceinte ;
est un dessin schématique d’une extérieure de face du dispositif de la sans son enceinte ;
est un dessin schématique d’une vue en perspective éclatée de la partie basse ;
est un dessin schématique d’une vue en perspective éclatée de la partie haute.
Le panneau fond de linteau FL, le montant mâle M, le panneau lisse basse LB et le montant femelle F viennent former un cadre. Ce cadre présente une ouverture verticale du côté du panneau extérieur PE vertical et une ouverture opposée du côté du panneau intérieur PI.
Dans la forme de réalisation de la (et de la ), ce cadre est fermé par le panneau extérieur PE et par le panneau intérieur PI. Le caisson est alors délimité par panneau lisse basse LB, le montant mâle M, le panneau fond de linteau FL, le montant femelle F ainsi que par le panneau intérieur PI et le panneau extérieur PE.
Sur la on remarque que le caisson comporte en outre un coffrage A et une cloison intérieure CI.
Le coffrage A est un coffrage de poteau rond pour la réalisation d’un poteau en béton. Un tel coffrage est couramment utilisé dans le bâtiment pour réaliser des piliers ou similaires. C’est un coffrage perdu, réaliser par exemple en carton, qui ne nécessite aucun renfort mécanique. Il s’agit ici d’une pièce indépendante du caisson, qui vient juste prendre place dans celui-ci, entre les deux ouvertures, celle réalisée dans le panneau lisse basse LB et celle du panneau fond de linteau FL. Les diamètres de ces ouvertures sont par exemple prévus pour pouvoir maintenir le coffrage A. Ainsi le coffrage A se trouve dans le caisson mais il est ouvert à l’extérieur du caisson si bien qu’il peut facilement être rempli.
Comme il ressort notamment de la , il n’est pas nécessaire de prévoir un coffrage A dans chaque panneau de construction. Le nombre de coffrages dépend de la structure béton nécessaire pour l’ouvrage réalisé. À l’inverse, on pourra aussi prévoir deux (voire plus) coffrages A dans un seul panneau de construction.
La cloison intérieure CI s’étend parallèlement au montant mâle M et au montant femelle F. Il vient participer à la rigidité du caisson. Selon les caractéristiques mécaniques souhaitées, selon les dimensions du panneau de construction, la cloison intérieure CI peut être omise ou bien doublée, voire triplée. Une cloison intérieure CI s’étendant à l’horizontale, parallèlement au panneau fond de linteau FL et au panneau lisse basse LB peut aussi être envisagée (en complément ou remplacement d’une cloison intérieure CI verticale).
On remarque que le caisson est sensiblement centré sur la panneau intérieur PI verticale. Par contre, par rapport à la panneau extérieur PE verticale, cette dernière est plus en saillie par rapport au caisson du côté du panneau fond de linteau FL que du côté panneau lisse basse LB. Du côté panneau lisse basse LB, le panneau intérieur PI et le panneau extérieur PE dépassent sensiblement de la même hauteur. Du côté panneau fond de linteau FL, le panneau extérieur PE dépasse bien plus que le panneau intérieur PI. Cette partie en saillie du panneau extérieur PE est destinée à faire face à une structure de plancher (non représentée). La prévoit de mettre, de manière tout à fait optionnelle, un isolant de rupture C au niveau du linteau, c’est-à-dire face à la structure de plancher. Cet isolant de rupture C est disposé contre la partie en saillie du panneau extérieur PE. On peut aussi trouver cet isolant de rupture C contre le panneau extérieur PE au niveau du panneau lisse basse LB. Bien entendu, s’il est prévu de réaliser une ITE (Isolation Thermique par l’Extérieur), il n’est pas nécessaire de prévoir cet isolant de rupture C.
Le caisson est destiné à être rempli d’un isolant. Le remplissage du caisson peut être par exemple réalisé par insufflation. Le matériau utilisé peut être de la laine de bois, de l’ouate de cellulose, de la laine de roche, de la laine de verre, de la paille, du chanvre, …. De préférence, il s’agira d’un isolant biosourcé, bas carbone et/ou recyclé.
Les figures 1 à 3 montrent également la présence d’un profilé métallique B. La mise en place de tels profilés permet un assemblage des plaques de finition formées par les panneaux intérieurs PI qui évite des microfissures qui pourraient être engendrées par le travail du caisson en bois.
Une autre caractéristique optionnelle est la mise en place d’un film pare-vapeur (non représenté) situé sur la face du panneau intérieur PI orientée vers le panneau extérieur PE.
Les figures 4 à 9 montrent des variantes de réalisation du panneau de construction des figures 1 à 3. Les mêmes références sont utilisées sur ces figures pour désigner des éléments similaires.
La variante de réalisation des figures 4 et 5 prévoit la possibilité de couler un voile béton extérieur. Dans cette forme de réalisation, par rapport à la forme décrite en référence aux figures 1 à 3, un espace est ménagé entre le caisson et le panneau extérieur PE. Le caisson est alors fermé par un panneau de caisson extérieur P1 dont la taille est adaptée à celle du caisson. Le panneau extérieur PE est relié au panneau de caisson extérieur P1 par des entretoises E délimitant ainsi un espace D libre. Dans la forme de réalisation illustrée, l’isolant de rupture C s’étend alors sur toute la hauteur du panneau extérieur PE. Bien entendu, dans le cas par exemple d’une isolation thermique par l’extérieur, l’isolant de rupture C n’est pas présent. L’espace D entre le panneau extérieur PE et le panneau de caisson extérieur P1 ou bien entre le panneau extérieur PE et l’isolant de rupture C forme un coffrage permettant de couler un voile de béton. Le coulage de ce voile béton peut se faire sans étaiement.
La variante de réalisation des figures 6 et 7 prévoit la possibilité de couler un voile béton intérieur. Dans cette forme de réalisation, par rapport à la forme décrite en référence aux figures 1 à 3, un espace est ménagé entre le caisson et le panneau intérieur PI. Le caisson est alors fermé par un panneau de caisson intérieur P2 dont la taille est adaptée à celle du caisson. Le panneau intérieur PI est relié au panneau de caisson intérieur P2 par des entretoises E délimitant ainsi un espace G libre. L’espace G entre le panneau intérieur PI et le panneau de caisson intérieur P2 forme un coffrage permettant de couler un voile de béton. Le coulage de ce voile béton peut se faire sans étaiement.
La variante de réalisation des figures 8 et 9 correspond à une combinaison des deux variantes précédentes. Le panneau de construction illustré prévoit la coulée à la fois d’un voile de béton extérieur et d’un voile de béton intérieur. On retrouve ainsi dans ce panneau de construction les caractéristiques à la fois du panneau de construction des figures 4 et 5 et celles des figures 6 et 7.