PCM-Screening: Evaluierung eutektischer Gemische f. d. Einsatz als PCM: thermodynamische Modellierung und experimentelle Methoden. Teilvorhaben: Thermodynamische Modellierung und Untersuchung salzhydratbasierter PCM
Zeitraum
2016-12-01 – 2020-10-31
Bewilligte Summe
638.971,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET1441B
Leistungsplansystematik
Niedertemperaturspeicher [EA2144]
Verbundvorhaben
01173578/1 – thermische Energiespeicher: PCM-Screening
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN3)
Förderprogramm
Energie
Der Einsatz von thermischen Energiespeichern bietet große Potentiale zur Erhöhung der Effizienz von Energieversorgungsanlagen sowie zur Integration erneuerbarer Energien. Eine vielversprechende Technologie stellen dabei Latentspeicher dar, die durch Nutzung von fest-flüssig Phasenumwandlungen hohe Speicherdichten ermöglichen. Dabei wird für jeden Anwendungsfall ein Latentspeichermedium (PCM) mit einer abgestimmten Schmelztemperatur benötigt. Eine breitere Anwendung wird derzeit jedoch durch die eingeschränkte Verfügbarkeit kostengünstiger PCM’s verhindert. Im Verbundprojekt 'PCM-Screening' soll daher ein Screening geeigneter Stoffsysteme (Eutektika) durch thermodynamische Modellrechnungen erfolgen, um eine umfassende Datenbank für Wärmespeichersysteme zu schaffen. Dieses Teilprojekt beschäftigt sich mit der thermodynamischen Modellierung und experimentellen Untersuchung von PCM-Gemischen auf der Basis anorganischer Salzhydrate für Anwendungen bis etwa 100°C in der Gebäudetechnik, wie z.B. Klimatisierung und Kühlung, Niedertemperaturheizungen und solarthermische Anlagen. Im Projekt sollen ein Modell zur prädiktiven Beschreibung des thermodynamischen Verhaltens von PCM-Gemischen sowie eine Datenbank mit identifizierten Stoffsystemen auf der Basis binärer, ternärer und höherer Eutektika erstellt werden, mit denen für vorliegende Anwendungsfälle ein PCM ausgewählt werden kann. Dafür sollen thermophysikalische Daten von Salzhydraten und deren Gemischen experimentell u.a. mittels DSC-Messungen bestimmt werden. Die Daten dienen als Grundlage zur Modellierung von fest-flüssig Phasengleichgewichten in wässrigen Elektrolytlösungen. Durch Kopplung von Modell und Reinstoffdatenbank erfolgt ein Screening nach geeigneten Stoffsystemen. Aus den Ergebnissen werden potentielle PCM identifiziert und experimentell hinsichtlich praktischer Einsatzfähigkeit als PCM analysiert. Dazu gehören insbesondere die Suche nach geeigneten Keimbildnern und die Untersuchung der Zyklenfestigkeit.
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