INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
- la possibilité d’intégrer un module thermo-photovoltaïque à rendement électrique élevé, directement dans un appareil/équipement/machine/véhicule/bateau qui fonctionne à l’électricité de sorte à augmenter le rendement global et/ou le rendre l’autonome. Par exemple, un module thermo-photovoltaïque selon l’invention peut être mis à l’intérieur d’un appareil de réfrigération et mettre à profit les calories qu’il en extraie, ou à l’extérieur d’un véhicule automobile sous ou sur sa carrosserie, derrière la coque d’un bateau, sous un vêtement pour refroidir le corps et générer de l’énergie, ou implanté comme appareil générateur d’électricité à l’intérieur d’un corps humain, végétal ou animal pour par exemple y alimenter électriquement des implants médicaux, ou pour alimenter des appareils électriques autonomes tels que des caméras de surveillance ou des balises de GPS.
la représente en vue en coupe partielle d’un exemple d’une cellule thermo-photovoltaïque conforme à l’invention.
la est une vue en coupe partielle d’un exemple d’une structure thermo-photovoltaïque selon l’invention comprenant un empilement de cellules thermo-photovoltaïques selon la et d’un revêtement à matériau radiatif sur une de faces d’extrémité de l’empilement.
la est une vue en coupe partielle d’un exemple d’un panneau thermo-photovoltaïque selon l’invention comprenant un empilement de structures thermo-photovoltaïques selon la traversé par des montants formant des ponts thermiques entre les revêtements à matériau radiatif.
la est une vue en coupe partielle d’un exemple d’un module thermo-photovoltaïque selon l’invention comprenant une pluralité de panneaux thermo-photovoltaïques selon la espacés les uns des autres en laissant circuler un fluide caloporteur d’un environnement extérieur.
la est une vue en coupe partielle d’un autre exemple d’une cellule thermo-photovoltaïque de type organique.
Description détaillée Dans l’ensemble de la présente demande, les termes «dessus» et «dessous» sont à comprendre par rapport à un structure thermo-photovoltaïque selon l’invention qui serait dans une configuration de fonctionnement à l’horizontal.
Les différents éléments ne sont pas nécessairement à la même échelle, à des fins de clarté uniquement.
On a représenté à la , un exemple de cellule thermo-photovoltaïque 1 conforme à l’invention. Elle est constituée d’un empilement successif des couches suivantes : une couche 2 à base de matériau semi-conducteur à large bande interdite dopé par des donneurs de type P ; une couche 3 à base de matériau semi-conducteur à faible bande interdite dopé par des donneurs de type P ; une couche 4 à base de matériau semi-conducteur à large bande interdite dopé par des accepteurs de type N.
La couche 2 est par exemple à base d’In 0.7 Ga 0.3 dopé P et d’épaisseur comprise entre 300nm et2000nm.
La couche 3 est par exemple à base AlAs 0.8 Sb 0.2 dopé P et d’épaisseur comprise entre 28 et 80 nm.
La couche 4 est par exemple à base d’In 0.7 Ga 0.3 dopé N et d’épaisseur comprise entre300nm et 2000nm.
Deux électrodes 5, 6 respectivement reliées électriquement aux couches 2, 4 assurent la sortie du courant électrique.
Selon l’invention, on réalise une structure thermo-photovoltaïques, en empilant plusieurs cellules thermo-photovoltaïques en alternance avec leurs électrodes de sortie, et en réalisant un revêtement en matériau radiatif, notamment en aluminium sur une face d’extrémité de l’empilement.
L’échangeur de chaleur peut comprendre au moins une telle plaque.
L’échangeur de chaleur comprend avantageusement l’une quelconque au moins des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- deux plaques sont imbriquées l’une dans l’autre et un espace, qui forme le premier canal de circulation du premier fluide ou le deuxième canal de circulation du deuxième fluide, est ménagé entre les deux plaques,
- au moins trois plaques sont imbriquées les unes dans les autres et délimitent deux à deux le premier canal et le deuxième canal, le premier canal étant configuré pour être emprunté par un liquide caloporteur tandis que le deuxième canal est configuré pour être emprunté par un fluide réfrigérant,
- l’échangeur de chaleur comprend un premier chemin de circulation participant d’un circuit de fluide réfrigérant à l’intérieur duquel circule un fluide réfrigérant et un deuxième chemin de circulation à l’intérieur duquel circule un liquide caloporteur, le premier chemin de circulation et le deuxième chemin de circulation étant agencés pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur. A cet effet, le fond comprend une première face bordant le premier chemin de circulation et une deuxième face bordant le deuxième chemin de circulation,
- l’échangeur de chaleur comprend une pluralité de telles plaques de premier type et une première joue pourvue d’une admission du liquide caloporteur, d’une évacuation du liquide caloporteur, d’une admission du fluide réfrigérant et d’une évacuation du fluide réfrigérant,
- l’admission du deuxième fluide, l’évacuation du deuxième fluide, l’admission du premier fluide et l’évacuation du premier fluide sont alignés selon un deuxième axe d’alignement qui est parallèle au plan latéral médian,
- l’échangeur de chaleur comprend une telle plaque de deuxième type,
- la joue est équipée de deux canaux externes,
- l’admission du deuxième fluide et l’évacuation du deuxième fluide sont disposées à l’intérieur de la première zone de la plaque et l’admission du premier fluide et l’évacuation du premier fluide sont disposés à l’intérieur de la deuxième zone de la plaque.
D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :
- est une vue schématique d’une installation comprenant au moins un échangeur de chaleur selon l’invention,
- est une vue schématique d’une première variante de réalisation de l’échangeur de chaleur participant de l’installation représentée sur la ,
- est une vue schématique de face d’une plaque de premier type constitutive de l’échangeur de chaleur illustré sur la ,
- , , et sont des illustrations schématiques respectives de quatre variantes de réalisation de la plaque de premier type représentée sur la ,
- est une vue schématique de face d’une plaque de deuxième type constitutive de l’échangeur de chaleur illustré sur la ,
illustre les moyens mis en place dans le cadre de l’invention pour améliorer la performance du système antipollution sur les moteurs Essence hybride Euro 7, pour un véhicule automobile 1000 comportant au moins un moteur thermique 500, notamment à essence, comportant un catalyseur 1 sur son circuit d’échappement.
A cet effet, le véhicule automobile 1000 embarque un dispositif de préchauffage 100. Ce dispositif de préchauffage 100 est un système indépendant de préchauffage du catalyseur 1: ce dispositif de préchauffage 100 comporte une grille chauffante 2, qui est positionnée en aval du moteur 500 et en amont du catalyseur 1, et un système d’injection d’air secondaire 3. Ce système d’injection d’air secondaire 3, ou SAI, forme une boucle d’air et comporte une pompe 4 et un volet 5, tous deux pilotés, et est situé entre l’amont compresseur 6, en amont du moteur 500, et la grille chauffante 2.
Le dispositif de préchauffage 100 est conçu pour être utilisé avant le démarrage du véhicule, de préférence lors de la détection de présence du conducteur à proximité du véhicule par des moyens capteurs de présence et/ou de proximité 200 reliés à une centrale de pilotage 2000 que comporte le véhicule 1000, ou encore lors de l’actionnement d’une commande d’ouverture de portière, ou similaire. Cette centrale de pilotage 2000 est agencée pour commander tous les organes de la zone moteur, et comporte une horloge et les moyens matériels et logiciels pour effectuer des simulations et déterminer les stratégies adéquates, et pour effectuer les calculs pour la détermination de présence ou d’absence de défaut.
L’air produit par la pompe 4 est envoyé en direction de la grille chauffante 2 via le pilotage du volet 5, et permet à la grille chauffante 2 de préchauffer le catalyseur 1, et aussi de garantir la bonne tenue de la grille chauffante 2 (évite à la grille chauffante 2 de surchauffer).
L’air produit est régulé par l’intermédiaire d’un capteur de pression 7, qui est implémenté entre la pompe 4 et le volet 5. Plus particulièrement et non limitativement, ce capteur 7 est à la fois un capteur de pression et un capteur de température.
Pour s’assurer du bon fonctionnement de la pompe 4, et respecter la règlementation OBD, un diagnostic spécifique a été développé. Afin de réaliser le diagnostic dans les meilleures conditions (montée en régime de la pompe 4, stabilisation de la pression dans le système SAI 3 mesurée par le capteur 7), la séquence de diagnostic d’efficacité de la pompe 4 doit respecter le chronogramme selon .
Ce chronogramme affiche sur cinq graphes A, B, C, D, E, les paramètres des différentes fonctions à différents instants successifs, t0, t1, t2, t3, sur une échelle de temps commune en abscisse.
A l’instant initial t0 :
- le graphe A indique que la pompe 4 est active et tournante ;
- le graphe B indique que le volet piloté 5 est en position fermée ;
- le graphe C indique le démarrage de la pression établie dans le système d’injection d’air secondaire 3 ;
- le graphe D indique que le début de la croissance de la puissance de la pompe 4 ;
- le graphe E indique que le diagnostic d’efficacité de la pompe n’est pas encore commencé.
A un premier instant t1 postérieur au précédent t0 :
- le graphe B indique la fermeture du volet 5 ;
Des fibres recyclées (0.5 à 1.0 g) sont soumises à une pyrolyse à 550 °C pendant 1 h sous air. La quantité de liant résiduelle après solvolyse est assimilée à la masse perdue par pyrolyse. Elle est calculée comme suit :
LOI finale (%m) =
La LOI initiale du voile est déterminée de la même manière.
EXEMPLE 1 : Décomposition d'un liant à base de résine urée-formaldéhyde
Des essais ont été réalisés sur un échantillon d'un voile non-tissé ayant une épaisseur de 330 µm et une masse surfacique de 35 g/m 2 , comprenant des fibres de verre et un liant à base de résine urée-formaldéhyde.
Les résultats de ces essais sont présentés dans le Tableau ci-dessous :
LOI initiale LOI finale Aminopropanol Ethylène diamine 180°C - 2,5h 150°C – 5h 100°C – 7h 100°C – 6h 18% 0,3% 1,8% 7,4% 6,0%
Ces essais montrent que les amines permettent d'effectuer une solvolyse efficace des liants de type urée-formaldéhyde.
En outre, l'aspect général des fibres a été évalué avant et après traitement et leur diamètre moyen a été mesuré : aucune modification n'a été observée, comme il ressort du Tableau ci-dessous :
Diamètre (µm) Ecart-type Fibres vierges 13,6 1,5 Fibres recyclées (aminopropanol, 150°C, 6h) 13,5 1,1
EXEMPLE 2 : Décomposition d'un liant à base de résine acrylique
Des essais ont été réalisés sur des échantillons de voile non-tissé d'une épaisseur de 350 µm et d'une masse surfacique de 35 g/m 2 , comprenant des fibres de verre et un liant à base de résine acrylique.
LOI initiale LOI finale Aminopropanol 180°C - 6h 130°C – 6h 27% 6,3% 4,3%
Ces essais montrent que les amines permettent d'effectuer une solvolyse efficace des liants à base de résine acrylique.
L'aspect général des fibres a été évalué avant et après traitement : aucune modification n'a été observée.
Le collecteur de courant haute performance pour batteries lithium-ion fourni par cette invention comprend une feuille d'aluminium métallique et un revêtement fonctionnel; le revêtement fonctionnel est une structure de couverture fonctionnelle d'une épaisseur de 700 nm, formée après que de la pâte conductrice soit appliquée et ai séché sur les deux surfaces de la feuille d'aluminium métallique; le revêtement fonctionnel présente une orientation magnétique.
Dans l'exemple 1, l'agent conducteur modifié dans le revêtement fonctionnel ainsi que chaque axe de nanotube de carbone multi-paroi modifié, est disposé de manière inclinée avec un angle spécifique de 15 à 45° par rapport à la surface de la feuille d'aluminium dans la direction de l'épaisseur, et entrelacé avec des matériaux de matrice tels que des adhésifs, formant ainsi une structure en réseau tridimensionnelle renforcée pour la fixation, la conduction et la dissipation thermique.
L'agent conducteur modifié magnétique utilisé dans cette invention forme un réseau distribué parallèlement, permettant aux porteurs de charge de se déplacer le long de la direction du réseau de l'agent conducteur modifié. Cela augmente la vitesse de propagation des porteurs de charge et évite la recombinaison des porteurs de charge lors de leur transmission, conférant ainsi de bonnes performances de conduction directionnelle, conduisant ainsi rapidement les porteurs de charge vers la feuille métallique.
Dans cet exemple 1, la préparation de l'agent conducteur modifié comprend les étapes suivantes :
(1) Oxydation des nanotubes de carbone: 2g de nanotubes de carbone multi-parois et un mélange de 200 mL d'acide sulfurique concentré et d'acide nitrique concentré [V (HNO3 concentré) : V (H2SO4 concentré) = 1:3] sont placés dans un erlenmeyer de 500 mL. Le tout est ensuite traité par ultrasons pendant 2 heures pour disperser les nanotubes de carbone dans la solution acide. Le mélange obtenu est placé sur un agitateur magnétique à température contrôlée et agité à 55°C pendant 6 heures pour oxyder les nanotubes de carbone et les couper en tubes courts de 150 à 400 nm (dans cet exemple, la longueur spécifique est de 150 à 300 nm). Ensuite, le mélange est dilué avec de l'eau déionisée et filtré sous vide à l'aide d'une membrane filtrante de 0,22 μm. Le lavage et la filtration avec de l'eau déionisée est répété jusqu'à ce que le pH du filtrat soit proche de 7. La substance noire sur la membrane filtrante est ensuite collectée puis séchée dans une boîte à vide à 60°C pendant 24 heures. Elle est ensuite broyée et tamisée à travers un tamis de 200 mailles pour obtenir des nanotubes de carbone courts, oxydés et purifiés. Pendant le processus d'oxydation, des cavités se forment dans le réseau interne des nanotubes de carbone courts, leur conférant un moment magnétique local et une faible magnétisation aux nanotubes de carbone multi-parois courts.
(2) Amination des nanotubes de carbone: 1g de nanotubes de carbone oxydés et 6g de 1,6-hexaméthylènediamine sont pesés dans 30 mL d'acétone puis traité par ultrasons pendant 1 heure. 0,4g d'agent de condensation DCC (dicyclohexylcarbodiimide) sont ensuite ajoutés pour mélanger le tout et chauffer sous reflux à 70°C pendant 32 heures. De l'éthanol anhydre est ajouté pour éliminer par ultrasons l'excès de 1,3-hexaméthylènediamine, le DCC et les sous-produits de la réaction. Une filtration sous vide est ensuite exécutées à l'aide d'une membrane filtrante de 0,22 μm et d'un filtre à membrane. Après plusieurs lavage à l'éthanol anhydre, la substance noire sur la membrane filtrante est collectée puis séchée dans une boîte à vide à 65°C pendant 24 heures. Elle est ensuite broyée et tamisée à travers un tamis de 200 mailles pour obtenir des nanotubes de carbone magnétiques modifiés par des groupes amine.
(3) Structuration en forme d'haltère: 0,5 g de nanotubes de carbone magnétiques modifiés par des groupes amine 0,7 g de noir de carbone conducteur nanométrique sont pesés, ajoutés dans 30 mL d'acétone puis dispersés par ultrasons pendant 1 heure. L'agent de condensation DCC est ajouté pour chauffer le tout sous reflux à 70°C pendant 24 heures. De l'éthanol anhydre est utilisé pour éliminer par ultrasons le DCC et les sous-produits de la réaction. Une filtration sous vide à l'aide d'une membrane filtrante de 0,45 μm et d'un filtre à membrane est effectuée avant de laver plusieurs fois avec de l'éthanol anhydre pour collecter le substance noire sur la membrane filtrante. Cette dernière est ensuite séchée dans une boîte à vide à 65°C pendant 24 heures puis broyée et tamisée à travers un tamis de 200 mailles pour obtenir l'agent conducteur modifié en forme d'haltère, avec des extrémités épaisses et un centre fin.
Dans l'exemple 1 de cette invention, les nanotubes de carbone multi-parois utilisés ont un diamètre intérieur d'au moins 5 nm et un diamètre extérieur ne dépassant pas 20 nm, ainsi qu’une longueur avant découpe ne dépassant pas 1200 nm.
Dans cet exemple, l'étape d'oxydation utilise l'effet oxydant d'un mélange d'acides. En raison de leur grand rapport longueur/diamètre, cette oxydation provoque la rupture des cycles de carbone instables à cinq et sept atomes situés aux points de torsion hélicoïdale des nanotubes de carbone. Cela coupe les nanotubes pour former des nanotubes courts avec des extrémités ouvertes. L'oxydation continue des atomes de carbone aux extrémités forme des groupes carboxyle, offrant ainsi de nombreux sites de contact pour des réactions de greffage. De plus, les nanotubes de carbone raccourcis présentent des cavités créés par l'oxydation des liaisons C-C locales, conférant aux nanotubes de carbone une faible magnétisation due aux moments magnétiques autour de ces dernières. Les cavités ou les courbures sur la structure des nanoparticules de carbone, du carbone amorphe, et des fragments de graphite, rendent les impuretés très réactives et les éliminent sélectivement par oxydation avec l'acide concentré.
Dans cet exemple de l'invention, le composé diamine peut être choisi parmi la 1,6-hexaméthylènediamine, la 1,4-butylènediamine, la paraphénylènediamine, ou d'autres composés diamine similaires. Sa fonction principale est de réagir via ses groupes amine avec les groupes carboxyle aux extrémités des nanotubes de carbone monocouches pour former des liaisons amide, avec l'autre groupe amine restant exposé, complétant ainsi la modification amine des nanotubes de carbone. Les diamines greffées séparent les nanotubes de carbone adjacents et augmentent l'espacement entre eux. En outre, la présence de l'encombrement stérique des diamines réduit les liaisons hydrogène formées entre les nanotubes de carbone multi-parois pendant le processus d'oxydation, ce qui améliore la dispersion des nanotubes de carbone après amination. Cela facilite le greffage ultérieur de nanoparticules conductrices contenant de nombreux groupes carboxyle. Spécifiquement dans l’exemple 1, on utilise de la 1,6-hexanediamine.
Dans cet exemple de l'invention, l'agent de condensation peut être choisi parmi la dicyclohexylcarbodiimide (DCC), la diisopropylcarbodiimide (DIC) ou l'EDC (1-(3-diméthylaminopropyl)-3-éthylcarbodiimide). Sa fonction est de servir d'agent déshydratant pour promouvoir la réaction entre les groupes amine et carboxyle, formant ainsi une liaison amide. Dans l’exemple 1, on utilise la dicyclohexylcarbodiimide (DCC).
Le solvant inerte dans cet exemple de l'invention peut être choisi parmi l'acétone, le xylène, etc. Dans l’exemple 1, on utilise l'acétone.
Les particules de l'agent conducteur nanométrique peuvent être constituées de noir de carbone, avec un diamètre de particules allant de 20 à 250 nm. La surface de ces particules contient de nombreux groupes carboxyle capables de réagir avec les groupes amine des nanotubes de carbone modifiés pour former des liaisons amide. Dans l’exemple 1, du noir de carbone conducteur nanométrique avec un diamètre moyen de 120 nm est utilisé.
La pâte conductrice dans le procédé de préparation pour le collecteur de courant haute performance pour batteries lithium-ion mentionné précédemment est une dispersion aqueuse composée d'un agent conducteur modifié, d'un agent conducteur nanométrique, de nanofibres modifiées, d'un dispersant, d'un liant et d'un solvant. La teneur en solides de cette pâte est de 0,1 à 10 %, sa viscosité est de 200 à 1000 mPa·s (à 25°C), et son pH est de 8 à 10. Les techniciens du domaine peuvent ajuster ces paramètres selon les besoins spécifiques. Dans l’exemple 1, la teneur en solides de la pâte est de 8,5 %, la viscosité est de 500 mPa·s (à 25°C) et le pH est de 9.
Le revêtement fonctionnel, après application et avant séchage, a une épaisseur d'environ 800 à 1200 nm, offrant suffisamment d'espace pour le déroulement, l'étirement et l'alignement directionnel des agents conducteurs modifiés. En contrôlant la viscosité dans une intervalle spécifique, on facilite le déroulement, l'étirement et l'alignement directionnel des agents conducteurs modifiés sous l'effet d'un champ magnétique, tout en évitant qu'ils ne glissent et ne flottent vers la surface. Avec l'évaporation des composants volatils de la pâte, les agents conducteurs modifiés sont capturés dans la structure en grille de la matrice et s'entrelacent avec celle-ci pour former une structure en réseau tridimensionnel.
Dans l’exemple 1, la composition pondérale des différents composants de la pâte conductrice est la suivante: nanotubes de carbone multi-parois modifiés : agent conducteur nanométrique : nanofibres modifiées : dispersant : liant : solvant = 0,3 : 0,05 : 5 : 20 : 17 : 57,65.
est une vue en plan de l’un des connecteurs représentés sur la ,
est une vue de face d’une extrémité de l’une des tables comptoirs représentées sur la .
Les figures annexées montrent un dispositif de comptoir destiné à être installé dans une structure S pliable et/ou démontable, plus particulièrement, mais non exclusivement, du type tente ou tonnelle. La montre une telle structure S à l’état monté comprenant une pluralité de montants M. Les montants M permettent de supporter ou soutenir la structure, et notamment un comptoir C et, éventuellement un toit T. Le dispositif de comptoir comprend une ou plusieurs table(s) comptoir(s) 1 allongée(s) et au moins un connecteur 2. La ou les tables comptoirs 1 sont apte(s) et destinée(s) à former le comptoir C d’une telle structure S en étant maintenue(s) chacune dans une position fonctionnelle dans laquelle au moins l’une de ses extrémités est reliée fonctionnellement à l’un des montants M par l’intermédiaire du ou de l’un des connecteur(s) 2 équipant ce dernier.
La ou chaque table comptoir 1 comporte deux côtés opposés 10, 11 reliant ses extrémités, à savoir un côté 10 supérieur présentant une face externe 100 formant la surface supérieure fonctionnelle du comptoir et un côté 11 dit côté inférieur. De telles tables comptoirs sont également connues pour ce type de structure S sous les noms de tables, tablettes ou plateaux. Elles peuvent présenter des formes diverses droites ou incurvées, par exemple en arc de cercle. Il est possible, sur une telle surface supérieure fonctionnelle 100, de poser des objets, tels que par exemple des boissons ou des plats ou autres marchandises, et/ou de permettre aux usagers de s’appuyer ou s’accouder sur ladite surface supérieure fonctionnelle, c’est-à-dire sur la table comptoir 1 correspondante.
De préférence, comme on peut le voir sur les figures 1 à 4, 6 à 9, 11 à 14, 16, la ou les table(s) comptoir(s) 1 peuvent présenter une forme globalement rectangulaire. Une telle forme rectangulaire permet notamment de réaliser un comptoir C comportant un comptoir C1 principal de forme polygonal, par exemple de forme hexagonal (figures 1, 2, 3, 12, 13) ou carré (figures 7, 8). Dans le cas d’un comptoir principal C1 hexagonal, celui-ci peut être réalisé avec six tables de comptoir 1 et six montants M, chaque côté du comptoir étant formé par une table comptoir 1 et chaque coin étant formé par un montant M équipé d’au moins un connecteur 2. Dans le cas d’un comptoir principal C1 carré, celui-ci peut être réalisé avec quatre tables comptoirs 1 et quatre montants M, chaque côté du comptoir principal C1 étant formé par une table de comptoir 1 et chaque coin étant formé par un montant M équipé d’au moins un connecteur 2.