2021-08-01  –  2024-07-31

624.635,31 EUR

Forschungszentrum Jülich GmbH - Institut für Energie- und Klimaforschung, Werkstoffstruktur und -eigenschaften (IEK-2), Jülich, Nordrhein-Westfalen

03EN6005D

Niedertemperaturspeicher [EA2144]

01227621/1  –  Verbundvorhaben: PCM-Screening-2

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN6)

Energie

Thermische Speicher erweisen sich mit einer hohen Ausspeicherdauer und guter Speicherkapazität als ein zentrales Element zur Systemintegration und Flexibilisierung des zukünftigen Energiesystems. Sie sollen einen Beitrag zur Nutzung schwankender Erträge aus lokal oder zeitlich begrenzt verfügbaren Quellen und damit schließlich zur Einsparung von Primärenergie sowie zur Erhöhung der Versorgungssicherheit leisten. Latentwärmespeicher (engl. Phase Change Material - PCM) ermöglichen durch die Ausnutzung von Phasenumwandlungen hohe Speicherdichten bei geringen Temperaturdifferenzen. Da die Verfügbarkeit an Reinstoffen mit passenden Schmelztemperaturen begrenzt ist, sind als PCM vor allem eutektische Gemische von Interesse, deren thermochemisches Verhalten eine den Reinstoffen vergleichbare Charakteristik aufweist. In der ersten Projektphase des Verbundes wurde ein Konzept zum Screening geeigneter Stoffsysteme (polynäre Eutektika) durch thermodynamische Modellrechnungen etabliert, so dass aufwändige 'trial-and-error'-Verfahren mit thermochemischen Methoden vermieden werden können. In der aktuellen Projektphase sollen thermochemische Daten für die Entwicklung aussagefähiger Stoffdatenbanken von anorganischen Salzen als PCM durch experimentelle Methoden und atomistische Rechnungen gewonnen werden. Auf der Grundlage dieser Daten werden Modelle zur zuverlässigen Beschreibung von Mehrkomponentensystemen weiterentwickelt und in einer Modellparameterdatenbank gesammelt. Wesentliches Anliegen des Projekts ist die Validierung von Modellen zur Beschreibung von Mehrkomponentensystemen im Vergleich mit experimentellen Daten. Die Betrachtung von wasserhaltigen und wasserfreien Stoffsystemen ermöglicht die Evaluierung im Einsatztemperaturbereich von -20°C bis 750°C. Dieses Teilprojekt beschäftigt sich mit der thermodynamischen Modellierung und experimentellen Untersuchung von PCMs auf Basis wasserfreier Salzsysteme für Hochtemperatur-Wärmespeicher, z.B. für Solarkraftwerke.