PCM-Slurries als fluide Wärme- und Kältespeicherungsmaterialien mit hoher Kapazität
Projektleiter: Angelo Schütz
Projektnummer: BMWi/ INNO-KOM, MF160072
Laufzeit: 01.10.2016 – 31.03.2019
Aufgabenstellung
Das Ziel des Vorhabens war die Herstellung einer neuartigen PCM-Wasser-Dispersionen (bevorzugt im Temperarturbereich +15….+60°C), die einen sehr hohen Gehalt (bis 70Ma.%) an Phasenwechselmaterialien (PCM) enthält, über sehr lange Zeiträume eine sehr gute Phasenstabilität aufweist (Nichtentmischung von PCM und Wasser), über eine hohes latentes Wärmespeichervermögen besitzt und über eine gute Fließfähigkeit im jeweiligen Temperatureinsatzbereich verfügt. In der Fachliteratur werden Dispersionen von Phasenwechselmaterialien in einem flüssigen Trägermedium ganz allgemein als PCS (Phase Change Slurries) bezeichnet. Das zu entwickelnde PCS soll hierbei vorzugsweise zur Raumklimatisierung eingesetzt werden. Eine weitere Einsatzmöglichkeit bietet sich auch in der Maschinenkühlung. Hierbei soll durch den Einsatz von PCS die Vorteile aus der thermischen Energiespeicherung von Wasser und PCM kombiniert werden.
Ergebnisse
Nur mit Di-n-Alkylethern ( Nacolether von SASOL Hamburg ) ließen sich bis 70 Ma% stabile PCM-Wasser-Slurries mit sehr hohem latenten Energiespeichervermögen herstellen, die jedoch nicht geringer als 10°C abgekühlt werden dürfen, um eine Phasenentmischung in diesem tiefen Temperaturbereich zu vermeiden. Eine mögliche Vermarktung hat bessere Chancen, wenn man das Emulgator-System dahingehend verbessert, dass im tiefen Temperaturbereich <10°C das unerwünschte Risiko einer Phasentrennung beseitigt.
Anwendung
Die Entwicklung von wässrigen Slurries mit hohen Massegehalten von PCM-Materialien und damit verbundener hoher, latenter Energiespeicherdichte können direkt als fluide Wärme- und Kältespeichermaterialien (CTES) eingesetzt werden bspw. in Air-Conditioning Systemen, Fußbodenheizungen oder solargestützten Latentwärmespeichern.
