Echangeur nanofluidique pour la récupération d'énergie des gradients salins

Nanofluidic exchanger for the energy recovery from salinity gradients

• Auteur / Autrice : Manon Meyer
• Direction : Cyril Picard, Elisabeth Charlaix
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : MEP - Mécanique des fluides Energétique, Procédés
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2024
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire de Physique
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : MODI : Matière molle: organisation, dynamique et interfaces

Mots clés

Mots clés libres

Transport

Sélectivité

Energie

Nanofluidique

Solutions salines

Échangeur

Selectivity

Exchanger

Nanofluidics

Salt solutions

Transport

Energy

Résumé

L'énergie de mélange des gradients de salinité, également appelée énergie bleue, a été identifiée comme une source d'énergie propre, renouvelable et non intermittente prometteuse. Cependant, les technologies actuelles de collecte à base de membranes présentent une limitation majeure en termes de viabilité à grande échelle, principalement en raison des faibles performances des membranes actuellement utilisées. Des progrès récents dans l'étude d'objets nanofluidiques uniques tels que des nanotubes ou des nanopores ont démontré des capacités de conversion géantes, mais la mise à l'échelle vers des dispositifs macroscopiques est entravée par des limitations fondamentales du procédé. La thèse explore une nouvelle approche pour augmenter drastiquement la densité de puissance générée par des dispositifs à base de nanopore, basée sur l'optimisation de la circulation micro-nanofluidique dans les réservoirs de nourrissage. Le projet mettra en oeuvre une étude expérimentale sur des dispositifs élémentaires modèles nanofluidiques. Il apportera une confirmation de résultats théoriques existants et ouvrira la voie au développement de prototypes d'échangeurs nanofluidiques optimisés pour la valorisation de l'énergie de mélange

Salinity gradient mixing energy, also called blue energy, has been identified as a promising clean, renewable, and non-intermittent energy source. However, current membrane-based collection technologies have a major limitation in terms of large-scale viability, mainly due to the low performance of currently used membranes. Recent advances in the study of unique nanofluidic objects such as nanotubes or nanopores have demonstrated giant conversion capabilities, but scale-up to macroscopic devices is hampered by fundamental limitations of the process. This thesis explores a new approach to drastically increase the power density generated by nanopore-based devices, based on the optimization of micro-nanofluidic circulation in feeding reservoirs. The project will carry out an experimental study on elementary nanofluidic model devices. It will confirm existing theoretical results and pave the way for the development of prototype nanofluidic exchangers optimized for mixing energy recovery.