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MOUSSES MÉTALLIQUES ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
7.2 Caractéristiques clés
Les mousses employées sont généralement en nickel, elles présentent
de forts taux de porosités (de l’ordre de 95 %) et ont des
tailles de pores inférieures au millimètre. Compte tenu de l’application,
leurs épaisseurs sont millimétriques et les caractéristiques
(masse, production…) souvent ramenées à l’unité de surface.
Les fournisseurs les plus connus sont Novamet (produit
Incofoam‚) et Recemat (Recemat‚), mais d’autres fabricants proposent
également ce type de produit comme SELEE (produit
Metpore‚), KoreaMetalfoam, etc.
Le tableau 9 récapitule les caractéristiques clés des mousses
de nickel utilisées dans les fabrications de batteries
d’accumulateurs.
8. Support catalytique
8.1 Performances comparées
Dans les comparatifs avec des systèmes classiques, les mousses
métalliques peuvent prétendre améliorer les performances. Par
exemple, le comparatif présenté en figure 30 montre qu’une
mousse d’aluminium permet de réaliser un réacteur plus compact
qu’un nid d’abeille. Il faut une taille de particule de 300 mm àun lit
de billes pour être plus performant que la mousse d’aluminium en
termes de compacité. D’un autre côté, l’examen de courbes de pertes
de charge démontre que cette même mousse présente le meilleur
comportement face à tous les autres supports.
Les mousses métalliques présentent donc de gros avantages par
rapport aux lits de billes en offrant des pertes de charge jusqu’à
200 fois inférieures. Néanmoins, il convient de se méfier des diffusions
possibles du métal constitutif de la mousse dans le catalyseur,
car l’élément diffusé, le fer par exemple [38] [39], peut fortement
polluer le fonctionnement de la réaction de catalyse.
8.2 Caractéristiques clés
Parution : juin 2015 - Ce document a ete delivre pour le compte de 7200034092 - // charlotte PALMA // 195.25.183.153
Les mousses concernées par l’application de support catalytique
sont également des mousses métalliques à structure ouverte.
Dans la plupart des cas, les mousses métalliques servent de support
et de conducteur thermique et subissent des revêtements de
surface spécifiques [B 5 ][B 7 ] qui ont pour but de :
créer un support catalytique et augmenter la surface
spécifique,
adapter le matériau de surface aux réactions chimiques
recherchées.
Généralement, une première couche de support catalytique est
déposée (Al 2 O 3 , ZrO 2 , etc.) avant la mise en place de la couche du
catalyseur qui utilise les porosités du support catalytique. Dans ce
type d’application, les essais et recherches portent moins sur la
mousse métallique par elle-même que sur les supports catalytiques,
le catalyseur et la résistance de l’accrochage des couches
sur leurs supports.
Néanmoins, comme pour les échangeurs thermiques, la morphologie
de la mousse métallique impacte directement la circulation
du fluide (pertes de charge et transfert thermique). À porosité et formes
équivalentes, la rugosité de la surface de la mousse et la
forme des brins peuvent significativement influer [3].
Cette rugosité de surface est d’une échelle très inférieure à celle
des pores de la mousse métallique comme l’illustre la figure 29 où,
pour une taille de pore millimétrique, la taille des cristaux du catalyseur
est de l’ordre de 10 mm.
Compte tenu des applications exigeantes en termes de corrosion et
de températures, les matériaux utilisés sont surtout le nickel et les
aciers inoxydables, mais on trouve également du cuivre ou du laiton,
Figure 29 – Images au MEB de cristaux de ZSM-5 (zéolithe Si/Al = 15)
(source : Catalysis Today (2013) 216, 135-141)
Tableau9–Caractéristiquesdesprincipalesmoussesdenickelutilisées
Fabricant Produit Tailles de pore
Recemat
Novamet
N3801–20
Recemat‚
Incofoam‚
Surface spécifique
(en m 2 /m 3 )
Porosité
(en %)
Épaisseur plaques fabriquées
(en mm)
0,35 6 900 95 1,4
0,9 1 600 95 (3-13)
0,45 – 97 1,6
0,8 – 96 2,2
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