Neue Technik speichert im Sommer Wärme für den Winter

Für eine nachhaltige Zukunft ist es notwendig, in vielen Bereichen im Energiesektor mehr Abstand zu fossilen Brennstoffen zu gewinnen. Unter anderem gilt dies auch für das Heizen von Häusern und Wohnungen. Systeme wie Wärmepumpenspeicher oder Erdwärme tragen diesem Umstand bereits Rechnung. Die Schweizer „Eidgenössische Materialprüfungs-und Forschungsanstalt“ (EMPA) hat einen Prozess entwickelt, bei dem Wärme im Sommer langfristig gespeichert und im Winter wieder freigegeben werden kann.

Wärmeenergie wird als chemische Energie gespeichert

Die Forscher setzen auf konzentriertes Natriumhydroxid (NaOH) als thermisches Speichermedium. Auf dieser Basis entwickelten sie ein System, mit dem Wärmeenergie gespeichert, konvertiert und bei Bedarf wieder freigegeben werden kann.

Wenn Wasser auf trockenes Natriumhydroxid gegeben wird, kommt es zu einer exothermen Reaktion, also zu einer chemischen Reaktion, bei der ein Teil der in den Ausgangsstoffen enthaltenen chemischen Energie in Wärmeenergie überführt wird. Natriumhydroxid ist außerdem sehr hygroskopisch, besitzt also großes Potential, um Feuchtigkeit aus der Umgebung zu binden. Diese Eigenschaften machten sich die Forscher für ihre Entwicklung zunutze.

Natriumhydroxid kann außerdem Wärmeenergie aus der Umgebung in chemische Energie umwandeln, einfach, indem das Wasser aus einer Natriumhydroxid-Lösung verdampft. So kann die Wärmeenergie über mehrere Monate, theoretisch sogar Jahre hinweg gespeichert werden. Um die Energie wieder freizugeben, wird das Natriumhydroxid einfach wieder mit mehr Wasser versetzt. Die Lösung kann außerdem in Tanks einfach und günstig transportiert werden.

Das System kann Wärme speichern und wieder freigeben

In dem entwickelten System verwenden die Forscher eine 50-prozentige Natriumhydroxid-Lösung (auch als Natronlauge bezeichnet), die an einer einer Spiralrohr entlangläuft. Dabei nimmt der Stoff Wasser aus umgebendem Wasserdampf auf (der bispielsweise aus einer Erdsonde stammen könnte) und gibt die Wärmeenergie an das Spiralrohr ab, die dann zum Heizen verwendet werden kann. Dabei wird die Speicherlösung auf 30 Prozent verdünnt.

Auch der umgekehrte Prozess funktioniert in dem gleichen System. Durch die Zuführung von Wärmeenergie verdampft Wasser aus der Speicherlösung, bis diese wieder eine Konzentration von 50 Prozent hat – die Wärmeenergie ist nun in der Natriumhydroxid-Lösung gespeichert. Die Wissenschaftler schlagen vor, dass die Wärmeenergie für diesen Schritt aus Solarkollektoren stammen könnte.

Momentan befindet sich das Projekt noch in der Prototyp-Phase. Die EMPA sucht momentan aber nach Partnern, um das System kommerziell zu nutzen. Eine wesentliche Voraussetzung dafür ist es aber, das System kompakt genug zu gestalten, um als Heizung in einem Haus fungieren zu können.

via EMPA

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