Material für thermische Energiespeicher

Ein thermischer Energiespeicher dient zur Speicherung von Wärmeenergie zwischen deren Erzeugung und Verbrauch. Dabei existieren verschiedene Methoden, die eine Speicherung von thermischer Energie ermöglichen: sensible Wärmespeicherung, latente Wärmespeicherung und thermochemische Wärmespeicherung.

Material für sensible Wärmespeicher

In sensiblen Wärmespeichern erfolgen die Aufnahme und die Abgabe von Energie durch eine Temperaturänderung des Speichermediums. Als wichtigstes Speichermaterial gilt Wasser. Daneben kommen Flüssigsalze wie die Schmelze von Nitratsalzmischungen oder Thermoöle zum Einsatz. An Feststoffen eignet sich Beton. Zudem existieren jedoch bereits Langzeitspeicher, die das Erdreich nutzen, um dort über Erdsonden saisonale Wärmeenergie abzugeben und bei Bedarf wieder aufzunehmen. Da die Energieverluste an die Umgebung bei der sensiblen Wärmespeicherung häufig sehr hoch sind, empfiehlt sich der Einsatz von Dämmstoffen, um den energetischen Wirkungsgrad zu erhöhen.

Material für latente Wärmespeicher

Bei der latenten Energiespeicherung führt die Zugabe von Wärme zu einer Änderung des Aggregatzustands des Speichermediums. Dabei eignen sich vor allem Materialien mit einem Phasenwechsel von fest zu flüssig, da gasförmige Stoffe deutlich größere Volumina in Anspruch nehmen.

Zur latenten Wärmespeicherung haben sich bisher vor allem zwei Materialklassen als anwendbar erwiesen. Dazu gehören die Paraffine und die Salzhydrate. Bei Paraffinen handelt es sich um organische Kohlenwasserstoffverbindungen. Mithilfe von Mikrokapseln kann deren technischer Einsatz ermöglicht werden. Beispiele für angewandte Salzhydrate sind beispielsweise Na₂S₂O₃·5H₂O oder CaC_l2·6H₂O. Neuerdings kommen auch eutektische Mischungen von Salzhydraten sowie Zuckeralkohole zum Einsatz.

Material für thermochemische Wärmespeicher

Thermochemische Wärmespeicher machen sich reversible chemische Reaktionen zunutze. In einer endothermen Reaktion wird Wärme aufgenommen und später in einer exothermen Reaktion wieder abgegeben. Dafür eignen sich Gemische aus Zeolithen, Silicalgel, Magnesiumchlorid, Magnesiumoxid, Lithiumchlorid mit jeweils Wasser. In der Zukunft könnten nochmals verbesserte Materialien eingesetzt werden. Dazu zählen beispielsweise das Stoffsystem aus Trioctylamin und Essigsäure sowie bindemittelfreie Zeolithe.

Synonym(e):

neues Material für Wärmespeicher, Wärmespeicher-Materialien

Englische Übersetzung(en):

new materials for thermal energy storage