Un prototype refroidit grâce à deux films nickel-titane

À une température de 86 °C au niveau de l'actionneur, le prototype de l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT) a produit un écart de température de 4 °C au niveau du composant, tandis que son réfrigérant élastocalorique a atteint une variation de température de près de 13 °C — indiquée dans Nature Energy comme pouvant atteindre 12,9 K.

La conception sépare deux fonctions que les précédents systèmes élastocaloriques confiaient à un actionneur électrique. Le premier film à mémoire de forme rétrécit lorsqu'il est chauffé, convertissant directement l'énergie thermique en travail mécanique. Ce mouvement charge et décharge le second film, dont les changements réversibles de structure cristalline produisent du refroidissement.

Le résultat est un système entraîné par la chaleur, qui n'a donc pas besoin d'un moteur électrique pour créer la force requise. Les chercheurs l'ont également testé avec une source de chaleur externe à 130 °C, montrant que le principe peut fonctionner avec de la chaleur fournie depuis l'extérieur du dispositif. Les travaux étaient dirigés par Yi-Ting Hsiau, chercheur doctorant à l'Institute of Microstructure Technology du KIT, avec Jingyuan Xu à la tête du Young Investigator Group du ZEco Thermal Lab.

Parmi les utilisations possibles figurent l'alimentation du système par de la chaleur fatale ou solaire, les films fournissant alors du refroidissement pour des processeurs ou des composants électroniques automobiles sensibles. Selon le rapport, le refroidissement et le chauffage représentent près de la moitié de la consommation énergétique mondiale ; récupérer une chaleur qui serait autrement inutilisée pourrait donc réduire l'électricité nécessaire à certaines tâches de refroidissement. Les sources ne fournissent aucun chiffre de capacité de refroidissement, aucune comparaison d'efficacité ni calendrier de commercialisation.

Concrètement, cette technologie en est au stade de prototype et d'étude de faisabilité. L'équipe indique que le montage actuel n'est pas optimisé pour maximiser la capacité de refroidissement et qu'elle teste des configurations de films en parallèle pour l'augmenter. Les températures mesurées établissent que le refroidissement élastocalorique entraîné par la chaleur fonctionne en laboratoire ; elles ne montrent pas encore quelle quantité de froid un système pratique pourrait produire.