{"id":381041,"date":"2022-07-05T09:48:00","date_gmt":"2022-07-05T07:48:00","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=381041"},"modified":"2022-07-05T09:48:00","modified_gmt":"2022-07-05T07:48:00","slug":"neuartiger-chemischer-waermespeicher-kann-erneuerbare-energie-langfristig-speichern","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/neuartiger-chemischer-waermespeicher-kann-erneuerbare-energie-langfristig-speichern\/","title":{"rendered":"Neuartiger chemischer W\u00e4rmespeicher kann erneuerbare Energie langfristig speichern\u00a0"},"content":{"rendered":"\n

Der weltweit steigende Energiebedarf und der Klimawandel machen den Ausstieg aus der fossilen Energie unumg\u00e4nglich – und die aktuellen geopolitischen Entwicklungen fordern rasche L\u00f6sungen. Ein Baustein, der noch fehlt, sind Methoden f\u00fcr die langfristige Speicherung von \u00fcbersch\u00fcssiger erneuerbarer Energie. Bestehende Methoden, \u00fcbersch\u00fcssige Energie zu speichern, haben gravierende Nachteile: Bei Batterien ist die Speicherkapazit\u00e4t zu gering – und wenn man Solarenergie in Wasserstoff umwandelt, dann kann sie in der Regel nicht lang gespeichert werden. Jetzt wurde am <\/em>Institut f\u00fcr Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und technische Biowissenschaften<\/em> an der TU Wien<\/em><\/a> ein neuartiger chemischer W\u00e4rmespeicher<\/em> erfunden, der das \u00e4ndern k\u00f6nnte. <\/p>\n\n\n\n

Kernst\u00fcck das chemischen W\u00e4rmeenergiespeichersystems ist ein skalierbarer Suspensionsreaktor, in dem \u00fcbersch\u00fcssige W\u00e4rme genutzt wird, um ein festes W\u00e4rmespeichermaterial zu aktivieren. Vergleichbar mit dem Speichern von Elektrizit\u00e4t in einer Batterie, kann die gespeicherte W\u00e4rme im Suspensionsreaktor bei Bedarf freigesetzt werden. <\/p>\n\n\n\n

Nutzung von Abw\u00e4rme<\/h2>\n\n\n\n

Ein chemischer W\u00e4rmespeicher<\/em> dieser Art erfordert Temperaturen, die zwischen 70 und 200 Grad Celsius liegen. Dadurch eignet sich die Methode vor allem f\u00fcr die energie-intensive Industrie \u2013 und insbesondere f\u00fcr Industrieanlagen, in denen Abw\u00e4rme entsteht. Der Temperaturbereich ist in fast allen Industrien gebr\u00e4uchlich \u2013 von der Zement- \u00fcber die Papier- und Zellstoffindustrie bis hin zu Heizwerken, Abfallverbrennung und Kraftwerken, erkl\u00e4rt Professor Franz Winter<\/a> vom Institut f\u00fcr Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und technische Biowissenschaften<\/em> an der TU Wien.<\/em> Und weiter: \u201eWenn in Industrieanlagen h\u00f6here Temperaturen entstehen, werden diese meist genutzt. Aber Abw\u00e4rme aus einem Temperaturbereich von 70 bis 200 Grad Celsius geht meist ungenutzt verloren.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Wenn in Industrieanlagen h\u00f6here Temperaturen entstehen, werden diese meist genutzt. Aber Abw\u00e4rme aus einem Temperaturbereich von 70 bis 200 Grad Celsius geht meist ungenutzt verloren. <\/p>Professor Franz Winter, TU Wien<\/cite><\/blockquote>\n\n\n\n

Verwendet man W\u00e4rme, um chemische Reaktionen auszul\u00f6sen, dann entstehen energiereiche chemische Verbindungen, die sich umkehren lassen, um die Energie wieder freizusetzen. Eine Funktion, mit der es ein chemischer W\u00e4rmespeicher dieser Art erm\u00f6glicht, gro\u00dfe Energiemengen praktisch unbegrenzt lange zu speichern. Dadurch kann im Sommer gespeicherte Energie im Winter genutzt werden, um das Geb\u00e4ude zu heizen.<\/p>\n\n\n\n

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Die chemische Reaktion <\/h2>\n\n\n\n

Es gibt unterschiedliche chemische Reaktionen, die man f\u00fcr diesen Zweck nutzen kann. An der TU Wien<\/a><\/em> verwendet man etwa Bors\u00e4ure<\/em>, ein festes Material, das mit \u00d6l vermischt wird. Das heterogene \u00f6lige Stoffgemisch kommt in einen Reaktor, dessen Wand auf eine Temperatur zwischen 70 – und 200 Grad Celsius aufgeheizt wird. Durch die Hitze kommt es zu einer chemischen Reaktion und die Bors\u00e4ure<\/em> wird in Boroxid<\/em> umgewandelt. Dabei wird Wasser freigesetzt. \u00dcbrig bleibt eine \u00f6lige Boroxid-Suspension<\/em>, die man in Tanks lagern kann. Um die chemische Reaktion umzukehren und die gespeicherte W\u00e4rme freizusetzen, f\u00fchrt man der Suspension das Wasser wieder zu.<\/p>\n\n\n\n

Damit ist der thermochemische Kreislauf geschlossen und kann durch W\u00e4rmezufuhr wieder in Gang gesetzt werden. \u201eDie Suspension kann \u00f6fters verwendet werden\u201c, erkl\u00e4rt Professor Winter. \u201eIm Labor haben wir gezeigt, dass auf diese Weise problemlos viele Auf- und Entladungsvorg\u00e4nge m\u00f6glich sind.\u201c<\/p>\n\n\n\n

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\"chemischer
(c) TU Wien<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Neben Bors\u00e4ure k\u00f6nnen auch andere Chemikalien eingesetzt werden \u2013 auch Salzhydrate wurden untersucht. Bors\u00e4ure und Salzhydrate vereinen gleich mehrere Vorteile: Sie sind kosteng\u00fcnstig, einfach verf\u00fcgbar, relativ ungef\u00e4hrlich und k\u00f6nnen beliebig lange aufbewahrt werden. Zudem sind sie \u00fcber viele Zyklen hinweg stabil und das verwendete \u00d6l erlaubt optimalen W\u00e4rmetransfer. <\/p>\n\n\n\n

Chemischer W\u00e4rmespeicher als Teil des gesamten Prozesses<\/h2>\n\n\n
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Der gro\u00dfe Vorteil der Erfindung liegt in der langfristigen Speicherm\u00f6glichkeit von W\u00e4rmemengen, die sonst einfach verlorengehen w\u00fcrden – sowie deren bedarfsorientierter Nutzung. Professor Winter ist \u00fcberzeugt davon, dass dieser chemische W\u00e4rmespeicher <\/em>einen wesentlichen Fortschritt darstellt und in den n\u00e4chsten Jahren Anwendung finden wird. Die Reaktortechnologie kann problemlos von kleinen Haushaltsanwendungen – wie Heizung und Brauchwasser – bis auf industrielle Ma\u00dfst\u00e4be hochskaliert werden. Wobei man noch nicht wei\u00df, wie klein es sein darf, um noch Sinn zu machen. Auch sei der genaue Wirkungsgrad des Prozesses derzeit noch nicht abzusch\u00e4tzen und werde davon abh\u00e4ngen, wie der chemische W\u00e4rmespeicher mit anderen Technologien gekoppelt wird. <\/p>\n\n\n\n

Chemischer W\u00e4rmespeicher als Prozessoptimierer<\/h2>\n\n\n\n

Bei industriellen Anlagen gehe es immer um eine Optimierung des gesamten Prozesses. So werde die Gr\u00f6\u00dfe des Suspensionsreaktors vom Anwendungsgebiet abh\u00e4ngen \u2013 und der Prozess m\u00fcsse an die spezifischen W\u00e4rmemengen und Temperaturen angepasst werden – sowie die Art der bereits vorhandenen energietechnischen Einrichtungen. Au\u00dferdem bed\u00fcrfe es zum einen eines kurzfristigen Speichers, um laufend Warmwasser bereitzustellen und zum anderen eines langfristigen Speichers, um die W\u00e4rme vom Sommer in den Winter zu bringen. Deshalb m\u00fcsse es ein Gesamtl\u00f6sungskonzept geben, das m\u00f6glichst gut in die Anlage integriert sei, um alle Anspr\u00fcche abzudecken, so Professor Winter. Weshalb er gemeinsam mit Industriepartnern intensiv weiter an der Technologie forschen werde, um zu untersuchen, wie sich das System am besten und effizientesten anwenden l\u00e4sst. <\/p>\n\n\n\n

Sparsam und umweltfreundlich<\/h2>\n\n\n\n

Ein weiterer Vorteil dieser Art chemischer W\u00e4rmespeicher<\/em> liegt in der Umweltfreundlichkeit. Die Energiespeicherung erfolgt emissionsfrei. Dar\u00fcber hinaus ist diese mit niedrigen Materialkosten verbunden. Denn die Suspension \u2013 das heterogene Gemisch aus Bors\u00e4ure, \u00d6l und Wasser \u2013 kann \u00fcber viele Auf- und Entladevorg\u00e4nge hinweg verwendet werden \u2013 und h\u00e4lt bis zu vielen Jahren oder l\u00e4nger.<\/p>\n\n\n\n

Die erforderlichen Temperaturen von 70 bis 200 Grad Celsius sind auch \u00fcber Sonnenkollektoren und Geothermie zu erreichen. Auch in diesem Bereich will das Team in Kooperation mit Experten weiterforschen. <\/p>\n\n\n\n

Das Forschungsteam will heuer die Basis f\u00fcr die weitere Entwicklung legen und ist zuversichtlich in zwei bis drei Jahren vom Labor in die kontinuierliche Anlage gehen zu k\u00f6nnen. <\/p>\n\n\n\n

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