Das Prinzip des Heißwasserspeichers ist seit vielen Jahren bewährt: Während Stromkosten in der Nacht günstig sind, wird Wasser erhitzt und in einem isolierten Tank so lange aufbewahrt, bis es bei Bedarf am Tag wieder benutzt werden kann. Nach einem ähnlichen Prinzip soll auch das Konzept des Chemikers Christian Knoll von den Instituten für Angewandte Synthesechemie und für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften der Technischen Universität Wien funktionieren. Der Grundgedanke: Eine chemische Reaktion, die nur unter Zufuhr von Wärme funktioniert, wird gezielt in Gang gesetzt. Zu einem späteren Zeitpunkt kann diese Reaktion in entgegengesetzter Richtung erneut ablaufen und Wärme frei setzen. Für seine bisherige Arbeit ist Knoll kürzlich mit dem Dr. Ernst Fehrer-Preis der TU Wien ausgezeichnet worden.
Vielversprechender Wärmespeicher auf Kalzium-Basis
Der Wissenschaftler favorisiert Kalzium-Oxalat Monohydrat, von dem unter großer Hitze Wasser abgespalten werden kann. Am Ende steht Kalzium-Oxalat, welches isoliert von Wasser über lange Zeit gelagert werden kann. Fügt man Wasser in Form von Dampf hinzu, entsteht eine chemische Reaktion, die große Wärme freisetzt – unter gewissen Bedingungen sogar mehr Wärme, als man ursprünglich zugeführt hat. Auch der Verschleiß des verwendeten Materials soll sich in Grenzen halten. Wie Knoll angibt, habe er selbst nach hundert Ladezyklen unter dem Elektronenmikroskop keine Veränderungen an seinem chemischen Akku feststellen können.
Die Einsatzmöglichkeiten des neuen Akkus sind vielfältig: Überall wo Wärme über längere Zeit gespeichert werden soll, könnten die Idee des Wissenschaftlers aus Wien zum Einsatz kommen. Knoll nennt exemplarisch eine Ziegelbrennerei, bei der die Abwärme des Brennvorgangs später zum Trocknen der nächsten Charge benutzt werden könnte.
Metall-Oxide für mehr Effizienz bei Solarkraftwerken
Neben Kalzium-Oxalat Monohydrat forscht Knoll auch an anderen chemischen Energiespeichern. Gute Ergebnisse hat unter anderem die Forschung an Metall-Oxiden gebracht. Ein Kilogramm dieses Materials kann so viel Energie speichern, um damit acht Liter Wasser von Zimmertemperatur zum Sieden zu bringen. Die Technologie könnte beispielsweise Solarkonzentrator-Kraftwerke effektiver machen, indem überschüssige Wärme am Tag gespeichert und nachts abgegeben wird. So könnten die Kraftwerke auch nachts Energie liefern. Der Dr. Ernst Fehrer-Preis wird jedes Jahr für technische Forschungsleistungen vergeben, die eine besondere praktische Relevanz haben.
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