Wärmespeicherung und -transformation mittels Gas-Feststoffreaktionen

Abstract

Neben den weit entwickelten physikalischen Methoden (sensibel und latent), kann in sog. thermochemischen Wärmespeichern die Enthalpie reversibler chemischer Reaktionen zur Speicherung von thermischer Energie eingesetzt werden. Insbesondere sind hierfür reversible Gas-Feststoff-Reaktionen geeignet, die sich durch eine leichte Trennbarkeit der Reaktionspartner bei gleichzeitig hohen Reaktionsenthalpien auszeichnen. Hierdurch sind, bei geeigneter verfahrenstechnischer Anbindung des Speichers, sehr hohe Speicherdichten erreichbar. Zusätzlich bietet sich die Möglichkeit die Wärmespeicherung mit einer Wärmetransformation zu kombinieren, was insbesondere auf dem Gebiet der industriellen Abwärmenutzung interessante Anwendungsmöglichkeiten verspricht. Für diesen Anwendungsbereich scheinen speziell Salz-Hydrat-Reaktionen geeignet, die sich durch eine ausreichende Reaktionskinetik bei relevanten Temperaturen sowie durch die Möglichkeit der verfahrenstechnischen Anbindung des Reaktionsgases Wasserdampf auszeichnen. Aus diesem Grund wurden unterschiedliche Hydrat-Reaktionssysteme anhand einer umfassenden Datenrecherche nach thermodynamischen Kriterien ausgewählt, experimentell untersucht und bewertet. Im Rahmen der Präsentation wurden ausgehend von den Ergebnissen der Materialcharakterisierung, wie bspw. thermodynamische Gleichgewichtsuntersuchungen und Untersuchungen zur Reaktionskinetik, aktuelle Arbeiten auf diesem Gebiet vorgestellt.