Une équipe du CEA-Liten étudie ces matériaux dans le but d'optimiser leur mise en œuvre, et d'explorer de nouvelles applications. Dans le cadre du projet européen FriendSHIP, le MCP commercial HITEC composé d'un mélange ternaire de sels de nitrate et nitrite a été caractérisé. Ce MCP présente plusieurs points d'intérêts : il est l'un des seuls à combiner une bonne stabilité thermique, une chaleur latente et une énergie volumique (rho.cp) intéressants, avec une température de fusion dans la gamme 130 - 200°C. Cette gamme de température est justement requise dans un grand nombre de procédés industriels. Parvenir à stocker de l'énergie solaire en utilisant ce matériau à changement de phase permettrait de diminuer significativement les émissions carbones des industries.
Pour comprendre le mécanisme de changement de phase et évaluer la stabilité long terme d'HITEC, les chercheurs du CEA-Liten ont couplé plusieurs techniques d'analyses, à différentes échelles. Les résultats de calorimétrie montrent que le produit n'est pas eutectique, et plusieurs transitions solides – solides sont observées. Ces changements de phase ont été identifiés grâce à une étude de diffraction aux rayons X faite au Synchrotron (ESRF), avec plusieurs rampes de température. Un risque de cristallisation non congruente a par ailleurs été identifié. Les travaux vont se poursuivre par l'exploitation des diffractogrammes pour mesurer les cinétiques de cristallisation, et valider la stabilité du produit à plus grande échelle, dans des conditions spécifiques.
Analyse par calorimétrie différentielle à balayage (à gauche) et par diffraction des rayons X synchrotron (à droite) du sel HITEC sur deux cycles thermiques à des vitesses de chauffage de 2 K/min et 6 K/min
Ces résultats ont été présentés lors de la conférence MSE 2024 à Darmstadt fin septembre et ont obtenu le prix du meilleur poster, dans leur catégorie.