Um Räume und Industrieprozesse energieeffizienter zu kühlen oder zu heizen, stellen Forscher der Fraunhofer-Allianz Energie auf der Hannover-Messe 2014 vom 7. bis 11. April neue Materialien und Techniken vor.
Zeolithe sind kristalline Mineralien mit poröser Gerüststruktur, an deren Oberfläche sich andere Stoffe anlagern. Kommt das Material mit Wasserdampf in Berührung, bindet es diesen und Wärme entsteht.
(Bild: Fraunhofer IGB)
Eine Alternative zur herkömmlichen Klimatisierung seien thermisch angetriebene Kältemaschinen. Sie verdampfen Flüssigkeit bei niedrigem Druck und entziehen der Umgebung dabei Wärme, wie es heißt.
Sorptionsmaterialien speichern viel Wasserdampf
Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE arbeiteten an Sorptionsmaterialien, die viel Wasserdampf speichern können. Die Forscher setzten dabei auf metallorganische Gerüstverbindungen (englisch Metal Organic Frameworks – MOF). „Das hochporöse Material kann mehr als das 1,4-Fache seines Eigengewichts an Wasser aufnehmen“, sagt Dr. Stefan Henniger vom ISE.
Die metallorganischen Gerüstverbindungen eigneten sich auch für thermisch angetriebene Wärmepumpen. Hier werde sowohl die thermische Energie bei der Anlagerung in Hohlräumen des Materials ausgenutzt als auch die Kondensationswärme, wenn die eingelagerten Wassermoleküle wieder gelöst werden. Damit die MOFs ihr Potenzial entfalten können, müsse nicht nur der Wasserdampf leicht in das Innere gelangen, sondern auch Wärme gut abgeleitet werden. Die Experten hätten deshalb ein neues Beschichtungsverfahren zum Patent angemeldet. Damit lassen sich die neuen Sorptionsmaterialien zum Beispiel auf Wärmetauschern fixieren, ohne den Stoff- und Wärmetransport zu behindern.
Bei vielen Prozessen fällt zudem laut Fraunhofer-Mitteilung Wärme quasi als Abfallprodukt an. Um sie zu nutzen, entwickelten Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB Wärmespeicher auf Zeolith-Basis.
Zeolithe seien kristalline Mineralien mit poröser Gerüststruktur, an deren Oberfläche sich andere Stoffe, beispielsweise Wasser, anlagerten. Das Material erreiche eine innere Oberfläche von bis zu 1000 m²/g. Komme es mit Wasserdampf in Berührung, binde es diesen in den Poren und Wärme entstehe. Zur Wärmespeicherung trockne man den Werkstoff. Die thermische Energie werde erst wieder frei, wenn sich erneut Wasserdampf anlagere. IGB-Experten machten diese Wärmespeicherung jetzt technisch nutzbar.
Zeolithe eröffnen neue Wärmespeicher-Dimension
Thermochemische Speichersysteme auf Zeolith-Wasser-Basis können je nach Ladetemperatur und Anwendung bis zu 180 kWh/m³ ansammeln. Zum Vergleich: Die Energiedichte von herkömmlichen Warmwasserspeichern liegt in der Regel unter 60 kWh/m³. Allerdings seien sie noch recht teuer.
Fraunhofer-Allianz Energie auf der Hannover-Messe 2014: Halle 13, Stand C10
Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung
Stand vom 15.04.2021
Es ist für uns eine Selbstverständlichkeit, dass wir verantwortungsvoll mit Ihren personenbezogenen Daten umgehen. Sofern wir personenbezogene Daten von Ihnen erheben, verarbeiten wir diese unter Beachtung der geltenden Datenschutzvorschriften. Detaillierte Informationen finden Sie in unserer Datenschutzerklärung.
Einwilligung in die Verwendung von Daten zu Werbezwecken
Ich bin damit einverstanden, dass die Vogel Communications Group GmbH & Co. KG, Max-Planckstr. 7-9, 97082 Würzburg einschließlich aller mit ihr im Sinne der §§ 15 ff. AktG verbundenen Unternehmen (im weiteren: Vogel Communications Group) meine E-Mail-Adresse für die Zusendung von redaktionellen Newslettern nutzt. Auflistungen der jeweils zugehörigen Unternehmen können hier abgerufen werden.
Der Newsletterinhalt erstreckt sich dabei auf Produkte und Dienstleistungen aller zuvor genannten Unternehmen, darunter beispielsweise Fachzeitschriften und Fachbücher, Veranstaltungen und Messen sowie veranstaltungsbezogene Produkte und Dienstleistungen, Print- und Digital-Mediaangebote und Services wie weitere (redaktionelle) Newsletter, Gewinnspiele, Lead-Kampagnen, Marktforschung im Online- und Offline-Bereich, fachspezifische Webportale und E-Learning-Angebote. Wenn auch meine persönliche Telefonnummer erhoben wurde, darf diese für die Unterbreitung von Angeboten der vorgenannten Produkte und Dienstleistungen der vorgenannten Unternehmen und Marktforschung genutzt werden.
Falls ich im Internet auf Portalen der Vogel Communications Group einschließlich deren mit ihr im Sinne der §§ 15 ff. AktG verbundenen Unternehmen geschützte Inhalte abrufe, muss ich mich mit weiteren Daten für den Zugang zu diesen Inhalten registrieren. Im Gegenzug für diesen gebührenlosen Zugang zu redaktionellen Inhalten dürfen meine Daten im Sinne dieser Einwilligung für die hier genannten Zwecke verwendet werden.
Recht auf Widerruf
Mir ist bewusst, dass ich diese Einwilligung jederzeit für die Zukunft widerrufen kann. Durch meinen Widerruf wird die Rechtmäßigkeit der aufgrund meiner Einwilligung bis zum Widerruf erfolgten Verarbeitung nicht berührt. Um meinen Widerruf zu erklären, kann ich als eine Möglichkeit das unter https://support.vogel.de abrufbare Kontaktformular nutzen. Sofern ich einzelne von mir abonnierte Newsletter nicht mehr erhalten möchte, kann ich darüber hinaus auch den am Ende eines Newsletters eingebundenen Abmeldelink anklicken. Weitere Informationen zu meinem Widerrufsrecht und dessen Ausübung sowie zu den Folgen meines Widerrufs finde ich in der Datenschutzerklärung, Abschnitt Redaktionelle Newsletter.