Liquid Processing of Bismuth–Silica Nanoparticle/Aluminum Matrix Nanocomposites for Heat Storage Applications

Autor: Binghua Ma, Walid Baaziz, Léo Mazerolles, Ovidiu Ersen, Bernard Sahut, Clément Sanchez, Stéphane Delalande, David Portehault
Přispěvatelé: Novel Advanced Nano-Objects (LCMCP-NANO), Matériaux Hybrides et Nanomatériaux (LCMCP-MHN), Laboratoire de Chimie de la Matière Condensée de Paris (LCMCP), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire de Chimie de la Matière Condensée de Paris (LCMCP), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Stellantis - PSA Centre Technique de Vélizy, Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est (ICMPE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Portehault, David, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE)
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: ACS Applied Nano Materials
ACS Applied Nano Materials, 2022, pp.10.1021/acsanm.1c03534. ⟨10.1021/acsanm.1c03534⟩
ACS Applied Nano Materials, American Chemical Society, 2022, pp.10.1021/acsanm.1c03534. ⟨10.1021/acsanm.1c03534⟩
ISSN: 2574-0970
DOI: 10.1021/acsanm.1c03534
Popis: International audience; Metal matrix nanocomposites encompassing low-melting point metal nano-inclusions are promising candidates for thermal regulation of devices at high temperature. They are usually processed by solid-state routes that provide access to a limited range of materials and are hardly compatible with complex shaping processes and with large-scale applications. Herein, we develop a liquid-phase processing technique to design aluminum matrix nanocomposites made of phase change nanoparticles, using bismuth nanoparticles as a proof-of-concept. The bismuth nanoparticles derived from colloidal chemistry are first encapsulated in a silica shell and then dispersed by ultrasonication into molten aluminum. Using X-ray diffraction, electron microscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy, we probe the evolution of the bismuth particles and of the inorganic shell. We demonstrate that the silica shell acts as a barrier against extensive coalescence of particles during the dispersion process, thus enabling a decrease and a widening of the phase change temperature range.
Databáze: OpenAIRE
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