Thermochemischer Speicher

Ein thermochemischer Speicher ist ein thermischer Speicher der reversible chemische Reaktionen nutzt um thermische Energie zu speichern. Als thermochemische Speicher werden häufig auch Speicher bezeichnet die den physikalischen Effekt der Adsorption nutzen.

Der thermochemische Speicher lässt sich in seinen Funktionsprinzipien in chemisch und sorptiv unterteilen beziehungsweise in rein physikalische Adsorption und chemisch reaktive Absorption. Beim sorptiven Funktionsprinzip wird meist feuchte Luft oder Wasserdampf als Adsorbat verwendet. Die energetische Endladung erfolgt durch Adsorption, wobei Wärme freigesetzt wird. Durch Zufuhr von Wärme und der daraus resultierenden Desorption des Wassers wird das Speichermaterial geladen. Die sorptive Methode nutzt Kompositmaterialien wie beispielsweise Salzhydrate auf dispersem Träger, hygroskopische, stark poröse Granulate mit einer großen inneren Oberfläche und kleinen Porenradien, Silikagel aufgrund dessen Eigenschaft Wasserdampf anzuziehen und an seiner Oberfläche anzulagern und Metallhydride und Zeolithe für höhere Betriebstemperaturen.

Bei der chemischen Verfahrensweise nutzt man die chemische Bindungsenergie bei einer endothermen Reaktion beziehungsweise der zugehörigen exothermen Rückreaktion. Die auftretenden Reaktionstypen sind die Hydratisierungsreaktion, die Oxidationsreaktion, die Zersetzung und Kombination von Salzen. Hierzu werden Salzhydrate, Säuren und Metalloxide genutzt. Da jedoch der Aufbau einer Anlage nach diesem Prinzip komplex und das Speichermaterial teuer ist, wird dieses Prinzip nur für Spezialanwendungen verwendet.

Ein Anwendungsbeispiel des thermochemischen Speichers ist ein Silikagel in Granulatform, welches sich in einem Kessel mit integriertem Wärmetauscher befindet. Unter Energieaufwand wird im Sommer das Silikagel getrocknet. Im Winter wird der Kessel leicht belüftet wodurch Wasserdampf in den Kessel hineingelangt und mit dem Silikagel reagiert. Die bei der Reaktion entstehende Wärme kann dann über den Wärmetauscher genutzt werden.

Der Vorteil des thermochemischen Wärmespeichers gegenüber einem Latentwärmespeicher und sensiblen Wärmespeichern ist die höhere Speicherdichte. Eine Wärmeabgabe erfolgt bei thermochemischen Speichern nur wenn die entsprechende Reaktion stattfindet. Der Wärmeverlust während der Speicherperiode wird daher deutlich reduziert, weshalb sie ein hohes Potential als Langzeitspeicher oder Hochtemperaturspeicher besitzen. Auf Grund von hohen Kosten für Material und Systemtechnik werden thermochemische Speicher im Vergleich zu anderen Speicherarten jedoch nur selten eingesetzt.

Synonym(e):

Chemischer Wärmespeicher, thermochemischer Wärmespeicher

Englische Übersetzung(en):

thermochemical storage, thermo-chemical storage