Latentwärmespeicher und Phasenwechselmedien

Als Latentwärmespeicher bezeichnet man solche Materialien, die thermische Energie verlustarm, reversibel und über einen langen Zeitraum speichern können. Die Freisetzung dieser Energie erfolgt dabei in der Regel initiiert durch einen Kristallisationskeim, der die Kristallbildung des unterkühlten Mediums einleitet, wodurch die zuvor aufgenommene Wärme freigesetzt wird. Ein bekanntes Beispiel für Latentwärmespeicher sind Taschenwärmer, bei denen die Kristallisation einer übersättigten Salzlösung (meist Natriumacetat-Trihydrat) durch ein Metallplättchen ausgelöst wird. Bei den Latentwärmespeichern steht die Freisetzung von Wärme im Vordergrund.

IoLiTec_PCM_klein

Verwandt mit den Latentwärmespeichern sind die Phasenwechselmedien (engl. Phase Changing Materials, PCMs), bei den sowohl ein Phasenübergang von flüssig nach fest, der Wärme freisetzt, als auch den Phasenübergang von fest nach flüssig, der Wärmeenergie aufnimmt und im PCM speichert. Anders als bei den Latentwärmespeichern steht hier das Puffern von Wärme bzw. Kälte im Vordergrund: Auf Basis von Paraffinen werden bereits heute Phasenwechselmedien zur passiven Gebäudeklimatisierung eingesetzt. Die wichtige Voraussetzung hierfür ist, dass diese PCMs reversible Phasenübergänge im so genannten Komfortbereich besitzen. Paraffine, aus denen u.a. auch Kerzen bestehen, besitzen aber den generellen Nachteil, dass Sie brennbar sind.

Ionische Flüssigkeiten sind gemäß der geläufigsten Definition Salze, die unterhalb von 100°C als Flüssigkeiten vorliegen. Obwohl viele ionische Flüssigkeiten bei Raumtemperatur flüssig sind, existieren auch solche, die Phasenübergänge in Temperaturbereichen besitzen, die Sie auch als Phasenwechselmedien und/oder Latentwärmespeicher interessant machen. Besonders geeignete ionische Flüssigkeiten

  • zeigen eine geringe Tendenz zur Unterkühlung zeigen,
  • sind nicht brennbar,
  • weisen eine geringe Hysterese zwischen dem Schmelz- und Erstarrungsvorgang auf
  • und besitzen eine möglichst große Wärmekapazität.

Im Rahmen eines vom BMWi geförderten Projektes wurden in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Instituten ISE und UMSICHT bereits geeignete ionische Flüssigkeiten identifiziert.

Wenn Sie sich für diese Technologie interessieren, dann setzen Sie sich mit uns in Verbindung.

Text: Dr. Thomas J. S. Schubert, IOLITEC GmbH, 2011.

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