Sorptionsspeicher

Meinolf Droege,

Regenerative Wärmespeicher extrudieren

Das Institut für Kunststofftechnik (IKT) der Universität Stuttgart forscht gemeinsam mit dem Institut für Gebäudeenergetik, Thermotechnik und Energiespeicherung (IGTE) an einem mobilen und regenarativen Wärmespeicher auf Basis Kunst-stoff-Zeolith-Wabenkörper zur Nutzung industrieller Abwärme.

Extrudierte Wabenkörper mit hoher Speicherfähigkeit. © IKT

Zeolithe sind Mineralien mit besonderer Kristallstruktur, die Hohlräume in Form von Käfigen und Kanälen enthalten. Sie sind hochporös, sodass ein Gramm Zeolith eine Oberfläche von bis zu 1000 Quadratmeter hat. Die besondere Eigenschaft hydrophiler Zeolithe ist ihre Fähigkeit, große Mengen Wasser zu adsorbieren. Kommt das Material mit Wasserdampf in Berührung, bindet es diesen in den Poren unter Abgabe thermischer Energie (Wärme). Diese Eigenschaft wird in thermochemischen Wärmespeichern, auch Sorptionsspeicher genannt, genutzt. Dabei wird die Wärme mit Hilfe über längere Zeit speicherbar. Der Vorteil sorptiver Wärmespeicherung besteht darin, dass der Zeolith-Speicher drei- bis viermal mehr Energie als Wasser speichern kann.

Häufig werden bislang Festbettschüttungen aus Zeolith-Granulat für sorptive Wärmespeicher verwendet. Im Rahmen eines vom Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (AiF-ZIM) geförderten Kooperationsprojekts und den Projektpartnern Eiko Anlagenbau und -prüfungsgesellschaft und BKW Kunststoffe sollen am IKT Wabenkörper mit einer Kunststoffmatrix und einem hohen Füllstoffanteil von Zeolith in einem einstufigen Prozess auf dem Doppelschneckenextruder extrudiert werden. Die Wabenkörper zeichnen sich im Gegensatz zu Festbettschüttungen aus Zeolith-Granulat durch einen deutlich geringeren Druckverlust bei der Durchströmung aus. Durch die Verwendung von Kunststoff-Zeolith-Wabenkörpern soll ein mobiler Energiespeicher mit einer effektiven Energiespeicherdichte größer 100 kWh/m2 realisiert werden.

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