Europäische Forscher, angeführt von SINTEF in Zusammenarbeit mit dem Schweizer Unternehmen COWA Thermal Solutions, haben thermische Batterien entwickelt, die 85 % effizienter sind als herkömmliche.
Diese Lösungen, basierend auf recyceltem Aluminium und speziellen Salzen, ermöglichen die Speicherung von Wärme mit höherer Dichte und Stabilität als heißes Wasser und eröffnen einen Weg zu autonomeren und nachhaltigeren Häusern und Energiegemeinschaften.
Die Forscherin Galina Simonsen versichert, dass diese Technologie bereit ist, die Labore zu verlassen und in die Haushalte zu gelangen, dank ihrer zugänglichen Skalierung und niedrigen Kosten.
Das Problem der Wärmepumpen
Wärmepumpen sind ein Schlüsselwerkzeug zur Dekarbonisierung der Heizung, weisen jedoch eine Einschränkung auf: Sie erzeugen Wärme nur dann, wenn Strom verfügbar ist, nicht unbedingt dann, wenn sie benötigt wird.
Die neuen thermischen Batterien lösen diese Herausforderung, indem sie überschüssige Wärme speichern und zum richtigen Zeitpunkt freisetzen, den Komfort verbessern und die Energieeffizienz steigern.
Wie das System funktioniert
Das Geheimnis liegt in den Salzhydraten, Phasenwechselmaterialien, die:
- Wassermoleküle in ihrer kristallinen Struktur einfangen.
- Beim Erhitzen von fest zu flüssig übergehen und große Mengen Energie absorbieren.
- Beim Abkühlen erstarren und die Wärme kontrolliert freisetzen.
Dieses Verhalten ermöglicht es, mehrfach mehr Wärme pro Volumen als Wasser zu speichern, sie länger stabil zu halten und die Größe der Systeme zu reduzieren, was in Wohnungen mit begrenztem Platz entscheidend ist.
Hauptvorteile
- Höhere Energieeffizienz: Jede Kilowattstunde wird besser genutzt.
- Verbesserter Komfort: Aufeinanderfolgende Duschen ohne Temperaturverlust und Heizung zu kritischen Zeiten verfügbar.
- Kreislaufwirtschaft: Verwendung von recyceltem Aluminium und reichlich vorhandenen, nicht toxischen und nicht brennbaren Materialien.
- Reduzierung der Emissionen: Weniger Abhängigkeit von Gas und geringerer CO2-Fußabdruck.
- Stabilität des Stromnetzes: Wärme wird produziert, wenn es für das System günstig ist, und genutzt, wenn es für die Menschen günstig ist.
Technische Innovationen
Eine der Herausforderungen bestand darin, schnelle und gleichmäßige thermische Lade- und Entladevorgänge zu erreichen. Dazu entwarf das Team thermische Lamellen aus recyceltem Aluminium, die die Energie effizient verteilen.
Das Korrosionsproblem, das häufig beim Kontakt zwischen Salzen und recyceltem Aluminium auftritt, wurde durch Plasmaelektrolytische Oxidation (PEO) gelöst, die eine ultradünne, schützende Keramikschicht erzeugt. Dies gewährleistet Langlebigkeit, weniger Wartung und weniger Abfall auf lange Sicht.
Auswirkungen auf Haushalte und Gemeinschaften
In einem Szenario elektrifizierter Städte könnten diese thermischen Batterien zu einem Schlüsselelement werden:
- Haushalte: Jedes Haus fungiert als kleiner Speicher für erneuerbare Energie.
- Gemeinschaftsgebäude: In Kombination mit geteilter Photovoltaik decken sie einen Großteil des Bedarfs an Warmwasser und Heizung.
- Kalte Klimazonen: Sie erleichtern flexiblere und widerstandsfähigere Nachbarschafts-Wärmenetze.
Die Innovation von SINTEF und COWA zeigt, dass Nachhaltigkeit leise und alltäglich sein kann.
Diese thermischen Batterien wollen nicht blenden, sondern sich in den Alltag integrieren, indem sie Wärme speichern, wenn sie im Überfluss vorhanden ist, und sie abgeben, wenn sie benötigt wird. Ein einfacher, aber transformierender Fortschritt, der den Übergang zur erneuerbaren Energie für Millionen europäischer Haushalte näher bringt.
