Anwendungsorientierte Materialcharakterisierung für thermochemische Wärmespeicher - AMThES -

Abstract

Ziel des Vorhabens war es, für relevante Anwendungen thermischer Energiespeicherung aus dem Gebäude- und Industriebereich geeignete Sorptionsprozesse zu identifizieren. Geeignet bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Speichermaterial die technischen Anforderungen der Anwendung, wie Speicherkapazität, Lade- und Entladeleistung oder Stabilität, über die zu erwartende Zyklenzahl erfüllt und gleichzeitig einen wirtschaftlichen Einsatz ermöglicht. Bisher wurden thermochemische Materialien entwickelt und charakterisiert und mit den so gewonnenen Eigenschaften mögliche Anwendungen identifiziert. Oder es wird für eine ausgewählte Anwendung, beispielsweise die saisonale Speicherung solarthermischer Wärme, ein geeignetes Speichermaterial gesucht. Das hier entwickelte Verfahren kann deutlich schneller verlässliche Informationen zum Verhalten neuer Materialien in aussichtsreichen Anwendungen liefern. Es werden Materialien mit ihren Eigenschaften und gleichzeitig relevante Anwendungsbereiche mit ihren typischen Betriebsbedingungen betrachtet und als füreinander passend oder ungeeignet identifiziert. Es sind nun quantitative Aussagen möglich, inwiefern ausgewählte und zurzeit in der internationalen Diskussion befindliche thermochemische Speichermaterialien im Hinblick auf die technische Machbarkeit und die wirtschaftliche Realisierbarkeit für Anwendungen thermischer Energiespeicher, die im Zuge der Energiewende relevant sind, in Frage kommen. Damit können besonders aussichtsreiche Material/Anwendungs-Paare in Zusammenarbeit mit der Industrie bis zur Pilot- oder Demonstrationsanlage entwickelt und schließlich in den Markt eingeführt werden. Außerdem können ungeeignete Material/Anwendungs-Paare benannt und für Weiterentwicklungen schnell ausgeschlossen werden. The aim of the project was to identify suitable sorption processes for relevant applications of thermal energy storage in the building and industrial sectors. In this context, “suitable” means that the storage material meets the technical requirements of the application, such as storage capacity, charging and discharging performance, or stability, over the expected number of cycles, while at the same time enabling economical use. Until now, thermochemical materials have been developed and characterized, and possible applications have been identified based on the properties obtained. Alternatively, a suitable storage material is sought for a selected application, such as the seasonal storage of solar thermal heat. The method developed here can provide reliable information on the behavior of new materials in promising applications much more quickly. Materials are considered with their properties and, at the same time, relevant areas of application with their typical operating conditions are identified and classified as suitable or unsuitable for each other. It is now possible to make quantitative statements about the extent to which selected thermochemical storage materials currently under discussion internationally are suitable for applications in thermal energy storage that are relevant to the energy transition in terms of technical feasibility and economic viability. This means that particularly promising material/application pairs can be developed in collaboration with industry up to the pilot or demonstration plant stage and ultimately introduced to the market. In addition, unsuitable material/application pairs can be identified and quickly excluded from further development.