„nachhaltige technologien 3|2016"

Künstliche und natürliche Zeolithe ImRahmen dieses Projektes beschäftigen sich die Pro- jektpartner FH OÖ Forschungs & Entwicklungs GmbH, AMMAG und SOMITSCH mit der Abwärmenutzung im Niedertemperaturbereich durch die Entwicklung und Verbesserung von künstlichen und natürlichen Zeo- lithen (z. B. Klinoptilolith). Natürliche Zeolithe sind aufgrund des günstigeren Preises eine interessante Alternative. Bei beiden Arten sind partikeltechnische Maßnahmen (Erhöhung der mechanischen Festigkeit und der Möglichkeit zur Feuchtigkeitsaufnahme, Verbesserung der Zyklenfestigkeit, Verhinderung der Freisetzung unerwünschter Komponenten) wichtige Projektziele. Zusätzlich sind im Rahmen der Zusam- menarbeit aber auch geeignete Reaktoren und Rege- lungskonzepte zu entwickeln, um die Methoden der Abwärmenutzung industriell einsetzbar zu machen. Reversible thermochemische Reaktionen Für die Abwärmenutzung bei höherem Temperaturni- veau werden reversible thermochemische Reaktionen untersucht und diesbezüglich in Frage kommende Materialien analysiert. Beispielhaft hier- für sind die Dehydratation von Magne- siumhydroxid zu Magnesiumoxid, sowie die Rückreaktion als Hydratation von Magnesiumoxid zu nennen: I: Mg(OH)2 -> MgO + H2O (Wärmezufuhr) sowie die Rückreaktion II: MgO + H2O -> Mg(OH)2 (Wärmefreisetzung) Diese Untersuchungen werden vor allem von den Projektpartnern TU Wien, RHI und AMMAG durchgeführt. Die große Kompetenz des Industriepartners RHI in Bezug auf die verwendeten Magnesium- verbindungen, sowie des Industriepartners AMMAG hinsichtlich der Reaktortechnik sind für die Durch- führung des Projektes sehr wichtig. Die Projektziele bezüglich der Hochtemperaturmaterialien sind die gleichen wie für die Niedertemperaturmaterialien. Es sollen zyklenstabile, kostengünstige Energiespei- cherstoffe mit hoher Speicherdichte inklusive der da- zugehörigen Anlagentechnik entwickelt werden, mit deren Hilfe industrielle Abwärme den Anforderungen von „Erzeugern“ und „Verbrauchern“ entsprechend gespeichert werden kann. Ein besonderer Vorteil der thermochemischen Energiespeicherung ist die prak- tisch verlustfreie Lagerung des Speichermaterials. Wird der Zutritt von Wasser während der Speicherung des Materials verhindert, ist eine unbegrenzt lange Speicherdauer möglich. Im Bild ist das Schema eines Wirbelschichtreaktors dargestellt, dem Magnesiumhydroxid zugeführt wird, um durch den Abwärmestrom (rot) dehydratisiert zu werden. Diese Abwärme wird einerseits genutzt um das Hydroxid in Magnesiumoxid zu umzuwandeln – dieser Vorgang passiert in der Wirbelschicht – und anderer- seits, um den Feststoff vorzuwärmen. Das entstandene Magnesiumoxid wird dem Reaktor entnommen und gelagert, bis durch Kontakt mit Wasserdampf die gespeicherte Energie wieder freigesetzt werden kann. Schema eines Wirbelschicht- Dehydratationsreaktors, Bild aus [4]. Ao.Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Andreas Werner ist Dozent am Institut für Energietechnik und Thermodynamik der TU Wien. andreas.werner@tuwien.ac.at Dr. Norbert Freiberger ist Projektmanager für Strategic Projects – Corporate R&D der RHI AG norbert.freiberger@rhi-ag.com Röntgendiffraktometer zur Analyse der Umwandlung der Magnesiumverbindun- gen bei Hydratation und Dehydratation, Foto: Röntgenzentrum TU Wien. Weiterführende Informationen: [1] Energiestatus Österreich 2015, Entwicklung bis 2013. Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft, 2013. [2] M. Pehnt et al.: Die Nutzung industrieller Abwärme – technisch-wirtschaftliche Potenziale und energiepolitische Umsetzung. Bericht – Nr.: FKZ 03KSW016A und B. Heidelberg – Karlsruhe, 2010. [3] Schnitzer et al.: Abwärmekataster Steiermark – Endbericht. TU Graz, Institut für Prozess und Partikeltechnik, 2012. [4] J. Widhalm: Thermochemische Energiespeicherung und ihre Anwendung, (Arbeitstitel). Dissertation TU Wien, 2016, in Fertigstellung. 21 20 SCHWERPUNKTTHEMA THERMISCHE SPEICHER