Solare Wärme soll kalt gespeichert werden: Phasenwechselmaterial mit Graphenoxid veredelt

Bei Kälte tragen viele Menschen kleine Kissen bei sich, in die eine Feder ragt. Wird sie gedrückt ertönt ein Knall, wie bei einem Knackfrosch. Langsam erwärmt sich jetzt der flüssige Inhalt, prima zum Hände wärmen. Wenn das Material vollkommen erstarrt ist, kühlt es aus. Es lässt sich erneut mit Wärme füllen, wenn man es in heißes Wasser legt. Phasenwechselmaterial nennt man den Inhalt. Es speichert Wärme, ohne selbst warm zu sein, über einen langen Zeitraum.

Arbeit im Nanolabor der Technischen Universität Eindhoven (Foto: TUE)

Eigentlich wäre es ideal für Speicher, die solare Wärme in den Winter hinüberretten. Doch das Material hat zwei große Nachteile: Die von außen zugeführte Wärme verflüssigt das Material nur ganz langsam. Genauso lange dauert es, bis die gespeicherte Wärme zur Verfügung steht. Schuld daran ist die schlechte Wärmeleitfähigkeit.

Jetzt soll ein großer Wärmespeicher gebaut werden

Alexey Lyulin, Assistenzprofessor für Kunststoffchemie an der Technischen Universität Eindhoven, hat dem Material die lästige Unart abgewöhnt. Er mischte unter das Phasenwechselmaterial nanometergroße Flocken aus Graphenoxid. Wax⁺ nennt er die Mixtur, die sein Team entwickelt hat, darunter auch Bernard Geurts vom Institut für rechnergestützte Energieforschung an der Universität Twente.

Jetzt hat das Team eine Förderung in Höhe von 800.000 Euro erhalten. Diese wollen die niederländischen Forscher nutzen, um einen Großspeicher zu entwickeln, an dem sie das Verhalten eines solchen Systems in der Praxis untersuchen können. Gleichzeitig sollen Komponenten im Labor getestet und Simulationsprogramme entwickelt werden, mit denen sich das Verhalten eines solchen Speichers simulieren lässt. Auf dieser Basis soll er optimiert werden.

Auch für industrielle Abfallwärme geeignet

Ein Großspeicher könnte außer solarer Wärme auch Abfallwärme aus der Industrie speichern, die heute noch ungenutzt in die Atmosphäre entweicht, weil die Temperatur zu niedrig ist. Zum Heizen und zur Warmwasserbereitung würde sie jedoch reichen. Der Speicher besteht aus einem einfachen, wenig isolierten Behälter – die Wärme wird ja kalt gespeichert. Gefüllt ist er mit Wax⁺, durch das sich mäandernde Rohre ziehen. Zur Wärmespeicherung fließt ein heißes Medium hindurch, ein Thermoöl beispielsweise. Um die Energie wieder nutzbar zu machen muss der Inhalt durch einen Impuls in Gang gesetzt werden. Das Öl transportiert die Wärme dann ab. In einem Wärmetauscher wird sie in warmes Wasser zum Heizen umgewandelt.

via TUE

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