„nachhaltige technologien 3|2016"

der thermochemischen Materialien zur Wärmespei- cherung verwendet. Bei Phasenwechselmaterialien wird die Wärme durch den Übergang eines Materials vom festen in den flüssigen, oder vom flüssigen in den dampfförmigen Aggregatzustand gespeichert. Dieser Übergang findet bei einer bestimmten Temperatur statt und damit ist dieses Material sehr geeignet für Anwendungen wie Wärmepumpen oder Systeme zur Regelung der Tem- peratur. An der Universität Bayreuth in Deutschland werden z.B. Techniken zur Verkapselung von Phasen- wechselmaterialien entwickelt, damit das Material von der Wärmeträgerflüssigkeit getrennt bleibt . Die Metallkapseln werden zur Speicherung und für den Transport von industrieller Abwärme genutzt. Eine weitere Materialklasse mit großem Potenzial ist die der thermochemischen Materialien. Hier wird die Wärme gespeichert, indem sie zur Trennung von zwei Stoffen genutzt wird. Die getrennten Stoffe können dann beliebig lang gespeichert werden und erzeugen Wärme, sobald siewieder zusammengebracht werden. Silikagel und Zeolith sind die bekanntesten Feststoff- Sorptionsmaterialien. Im Artikel von Benjamin Fumey wird das Prinzip von Flüssigsorption gezeigt, mit Natronlauge als Absorptionsmittel (siehe Seite 13). Eine weitere Klasse sind die Salzhydrate. Die Kristallstruktur des Salzes ändert sich durch Aufnah- me von Wasserdampf. Da für diese Kristallstrukturänderung mehr Wärme gebraucht wird als für Sorptionsprozesse, ist die Spei- cherdichte von Salzhydraten höher als von Sorptions- materialien. Ein negativer Aspekt dieser Materialien ist jedoch, dass Salzhydrate sich durch Aufnahme von zu viel Wasserdampf verflüssigen und ihre porösen Eigenschaften verlieren können. Forscher am Slowe- nischen Nationalen Chemischen Institut (NIC) versu- chen daher durch Kombination von Sorptionsmateri- alien und Salzhydraten zu sogenannten Composites die positiven Eigenschaften beider Materialien zu vereinen und entwickeln solch neuartige Materialien. Unterschiedliche Formen und Materialien zur Verkapselung von Phasenwechselmaterialien. Foto: Universität Bayreuth Straßengebundener Transport von Abwärme von einer Wärmequelle (z. B. Industriebetrieb) zu einer Wärme- senke (z. B. Industriebetrieb oder öffentliche Gebäude) mit Hilfe von mobilen latenten thermischen Speichern Quelle: Universität Bayreuth Das Sorptionsmaterial Zeolith 13XBF wird in verschiedenen Formen angewendet, wie hier in Form kleiner Kügelchen. Foto: AEE INTEC Die spezifische Wasseraufnahme von Composite- Materialien ist ein Maß für die zu erreichende Speicherdichte. Hier wurde ein mesoporöser Zeolith mit unterschiedlichen Mengen Kalziumchlorid imprägniert. Je höher der Anteil Salzhydrat, desto besser die Speicherdichte des Materials. Quelle: NIC 2,8 2,6 2,4 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Wasseraufnahme (g/g) Relativer Druck (p/p 0 ) matrix 4 wt% CaCl 2 10 wt% CaCl 2 20 wt% CaCl 2 30 wt% CaCl 2 9 8 SCHWERPUNKTTHEMA THERMISCHE SPEICHER