Forscher verbessern Wärmespeicher

Wiener Forscher haben herausgefunden, dass ein magnesiumbasiertes Material durch Beigabe von zehn Prozent Kalzium ungenutzte Energie - z.B. Abwärme aus der Industrie - besser speichern kann.

Materialien, in denen Wärmeenergie quasi geparkt werden kann, um sie bei Bedarf wieder herauszuholen, wird laut Experten eine wichtige Rolle im Energiesystem der Zukunft zukommen. „Wir haben uns in den letzten Jahren intensiv mit der Frage beschäftigt, welche Materialien und welche chemischen Reaktionen sich am besten zum Speichern von Abwärme eignen“, so Peter Weinberger vom Institut für Angewandte Synthesechemie der TU Wien in einer Aussendung der Uni.

Die Studie

„Calcium Doping Facilitates Water Dissociation in Magnesium Oxide“, Advances Sustainable Systems, 11.12.2017

Die Forscher sind vor allem auf der Suche nach Materialien, in denen bei typischen Temperaturen von Abwärme aus der Industrie von unter 400 Grad Celsius chemische Veränderungen ablaufen, die ein Einlagern eines möglichst großen Teils der Energie erlauben. Führt man dann Wasser zu - man sprich hier vom Ablöschen - wird die Energie wieder frei.

Geeignete atomare Verbindung

Als heißer Kandidat dafür gilt etwa Magnesiumoxid, weil es genau in diesem Temperaturbereich reagiert. „Aber wie sich herausstellte, ist es sehr schwer, die Reaktion vollständig ablaufen zu lassen“, so der Wissenschaftler, was auch daran liege, dass sich an der Oberfläche Partikel bilden können, die die gewünschte Reaktion im Inneren des Materials verhindern.

Kalzium in Magnesiumoxid eingebaut

TU Wien

Kalzium in Magnesiumoxid eingebaut verbessert die Eigenschaften

In Zusammenarbeit mit zahlreichen weiteren Experten entwickelte man einen Lösungsansatz: Nachdem die Forscher herausfanden, dass die Magnesium-Atome im Magnesiumoxid etwas zu nahe beisammen sitzen, verfolgte man den Weg, andere Atome in die Verbindung einzubauen. „Quantenchemische Berechnungen sagten voraus, dass ein Beimischen von zehn Prozent Kalzium optimal sein sollte, sofern es gelingt, Magnesium und Kalzium auf atomarer Ebene gründlich durchzumischen - das hätte man eigentlich nicht erwartet“, sagt Weinberger. Tatsächlich hatten die Forscher damit Erfolg, denn das Material erlaubt auch das Wiederholen der Reaktionen.

Nachdem nun klar sei, „dass die Grundidee funktioniert“, müsste der Prozess noch industrietauglich - sprich möglichst effizient und kostengünstig - weiterentwickelt werden. Dazu sind laut den Forschen weitere Versuchsanlagen an der TU geplant.

science.ORF.at/APA

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