Development of a Thermal Energy Storage Pressed Plate Ceramic Based on Municipal Waste Incinerator Bottom Ash and Waste Clay

Autor: A. Meffre, Quentin Falcoz, Vincent Goetz, D. Pham Minh, Ange Nzihou, Nicolas Tessier-Doyen, N. Lopez Ferber
Přispěvatelé: Procédés, Matériaux et Energie Solaire (PROMES), Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Axe 1 : procédés céramiques (SPCTS-AXE1), Science des Procédés Céramiques et de Traitements de Surface (SPCTS), Université de Limoges (UNILIM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Ecole Nationale Supérieure de Céramique Industrielle (ENSCI)-Institut des Procédés Appliqués aux Matériaux (IPAM), Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Ecole Nationale Supérieure de Céramique Industrielle (ENSCI)-Institut des Procédés Appliqués aux Matériaux (IPAM), Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM), Université de Perpignan Via Domitia (UPVD), IFP Energies nouvelles (IFPEN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université de Limoges (UNILIM)-Ecole Nationale Supérieure de Céramique Industrielle (ENSCI)-Institut des Procédés Appliqués aux Matériaux (IPAM), Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Limoges (UNILIM)-Ecole Nationale Supérieure de Céramique Industrielle (ENSCI)-Institut des Procédés Appliqués aux Matériaux (IPAM), Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de recherche d'Albi en génie des procédés des solides divisés, de l'énergie et de l'environnement (RAPSODEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), SAS Eco-Tech Ceram, Institut des Procédés Appliqués aux Matériaux (IPAM), Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM)-Ecole Nationale Supérieure de Céramique Industrielle (ENSCI)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Limoges (UNILIM)-Institut des Procédés Appliqués aux Matériaux (IPAM), Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM)-Ecole Nationale Supérieure de Céramique Industrielle (ENSCI)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Limoges (UNILIM)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
0106 biological sciences
Environmental Engineering
Materials science
Municipal solid waste
Incinerator bottom ash
Waste-based ceramic
020209 energy
Sintering
02 engineering and technology
engineering.material
Thermal energy storage
01 natural sciences
12. Responsible consumption
[SPI]Engineering Sciences [physics]
010608 biotechnology
Filler (materials)
0202 electrical engineering
electronic engineering
information engineering
Ceramic
Waste Management and Disposal
ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Pressing
[SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering
Renewable Energy
Sustainability and the Environment
Metallurgy
Thermal energy storage material
[CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry
Municipal waste incinerator bottom ashes
Incineration
visual_art
visual_art.visual_art_medium
engineering
Zdroj: Waste and Biomass Valorization
Waste and Biomass Valorization, Springer, VAN GODEWIJCKSTRAAT 30, 3311 GZ DORDRECHT, NETHERLANDS, 2020, 11 (2), pp.689-699. ⟨10.1007/s12649-019-00629-6⟩
Waste and Biomass Valorization, Springer, 2020, 11 (2), pp.689-699. ⟨10.1007/s12649-019-00629-6⟩
ISSN: 1877-2641
1877-265X
DOI: 10.1007/s12649-019-00629-6⟩
Popis: International audience; Pressed plates ceramics made of gross-milled bottom ashes and waste clay, were made using technologies available in the building bricks and tiles industry, to ease production upscaling at low-cost. These sintered ceramics are intended for use as a high-temperature thermal energy storage material. They represent an alternative to the waste-based petrurgic ceramics previously developed for this application. Post-treated incinerator bottom ashes from a commercial incinerator were collected, characterized and processed to form ceramic materials, using clay as a binder. Ashes were milled, dried, and mixed with various amounts of an illitic clay (produced as washing mud by a quartz quarry in proportions from 20 to 70% dry weight) prior to uniaxial pressing (12 × 5 × 1 cm slabs) and firing at various temperatures, ranging from 1050 to 1125 °C. The sintered samples have been characterized in terms of volumic mass, mechanical strength, thermal capacity and thermal conductivity. Their mineral structure has also been studied. The resulting sintered ceramics exhibit relatively high mechanical resistance and low thermal conductivity, along with moderate volumic mass. These properties allow envisioning the use as filler material for thermocline thermal storage systems (structured beds), and could be interesting for further work regarding applications in the construction field (bricks, tiles, pavements…).
Databáze: OpenAIRE
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