Schnellalterungstests für Speichermaterialien von Feststoffwärmespeichern

Laborwärmespeicher mit Zeolithschüttung und Thermoelementen — Laborwärmespeicher der EAH Jena mit Zeolithschüttung und Thermoelementen (Foto: EAH/Reuter)

Das Verbundvorhaben "Bedarfsgerechte Wärmeversorgung mit Abwärme – maßgeschneiderte Absorbenzien und Speichertechnologien für die Wärmewende" adressiert das übergeordnete Ziel, vorhandene Energiepotenziale im Bereich der Abwärme intensiver als bisher zu nutzen. Nur durch die verbesserte Speicherung von Abwärme und anschließenden Versorgung von Wärme- bzw. Prozesswärmenachfragern kann ein nachhaltiges Energiesystem aufgebaut werden.
Der Wärmespeichertechnologie kommt dabei besondere Bedeutung zu, da Rohstoffe für die bisherige Wärmeerzeugung eingespart werden können. Zusätzlich versprechen auf Abwärme basierende Bereitstellungskonzepte mit gespeicherter Wärme sowohl technische (Effizienzanhebung durch Abwärmenutzung), ökonomische (geringe Energieträgerkosten aufgrund Koppelprodukt) als auch ökologische Vorteile (Treibhausgas-Einsparung durch Abwärmenutzung). Somit können mit einer effizienten mobilen Wärmespeichertechnologie sowohl nachhaltige Energieversorgungskonzepte entwickelt werden als auch notwendige Ressourcen für die Energieerzeugung eingespart werden.
In dem Verbundvorhaben wird ein effizienter mobiler Feststoffwärmespeicher sehr hoher Speicherkapazität und ausgezeichneter Dynamik für Hochtemperaturanwendungen zur Nutzung von Abwärme aus Industrie- und KWK-Prozessen entwickelt.

Forschungsbereich:

Umwelttechnik

Forschungsschwerpunkt:

Gesundheit und Nachhaltigkeit

Projektleitung:

Prof. Dr. Stefan Rönsch

Projektzeitraum:

01.11.2017 - 31.10.2020

Förderer:

Budget:

191.000,00 €

Förderungskennzeichen:

2017FE9119

Forschungspartner:

Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS), Chemiewerk Bad Köstritz GmbH, PLECHER & HERDEN GmbH, Thüringer Energie AG (TEAG)

Als Resultat des Teilvorhabens der Ernst-Abbe-Hochschule entsteht ein Schnellalterungstest für unterschiedliche Speichermaterialien zur Wärmespeicherung. Mit dem Test soll gezielt untersucht werden, wie z.B. unterschiedlichen Zeolithe auf dynamische, thermische Belastungen reagieren. Im Vordergrund steht dabei die These, dass durch die systematische Einstellung der Versuchsparameter der industrielle Dauerbetrieb von Feststoffwärmespeichern vor der finalen Marktimplementierung durch Kurzzeitversuche (1-5 Tage) abgebildet und geeignete Speichermaterialien ausgewählt werden können. Durch den Schnellalterungstest sind drei Schlüsselfragen zu prüfen:

1.) Wie wird die Abriebfestigkeit der Speichermaterialien durch dynamische, thermische Belastungen beeinflusst?

2.) Wie werden die Oberfläche und damit der Wärmeübergang auf die Speichermaterialien durch dynamische, thermische Belastungen beeinflusst?

3.) Wie werden die Be- und Entladezeiten sowie die maximale Energiedichte der Speichermaterialien durch dynamische, thermische Belastungen beeinflusst?

Kontakt

Prof. Dr. Stefan Rönsch

03.02.21