PCM-Screening: Evaluierung eutektischer Gemische f. d. Einsatz als PCM: thermodynamische Modellierung und experimentelle Methoden. Teilvorhaben: Kalorimetrische Messung von Reinstoffdaten u. Erstellung thermodyn. Modelle zur Beschreibung eutektischer PCM-Gemische für Niedertemperaturanwendungen
Zeitraum
2016-12-01 – 2020-10-31
Bewilligte Summe
396.263,91 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET1441A
Leistungsplansystematik
Niedertemperaturspeicher [EA2144]
Verbundvorhaben
01173578/1 – thermische Energiespeicher: PCM-Screening
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN3)
Förderprogramm
Energie
Durch den Einsatz von Wärme- und Kältespeichern in Gebäuden, Industrieanlagen und Kraftwerken können Lastschwankungen reduziert und die Anlageneffizienz verbessert werden. Latentspeicher ermöglichen durch die Ausnutzung einer fest-flüssig oder fest-fest Phasenumwandlung hohe Speicherdichten bei geringen Temperaturdifferenzen. Anorganische Salze und Salzhydrate können als Latentspeichermedium (PCM) mit einer genau auf die Anwendung abgestimmten Schmelztemperatur eingesetzt werden. Da die Verfügbarkeit an Reinstoffen mit passenden Schmelztemperaturen begrenzt ist, werden eutektische Gemische untersucht. Im beantragten Projekt ist ein Screening geeigneter Stoffsysteme (binäre, ternäre und multinäre Eutektika) durch thermodynamische Modellrechnungen vorgesehen, um ein aufwändiges 'trial-and-error'-Verfahren mit kalorimetrischen Messungen zu vermeiden. Ziel ist es, eine umfassende, im Temperaturbereich nicht eingeschränkte Datenbank für Wärmespeichersysteme zu schaffen. Nach Vorauswahl geeigneter Systeme erfolgt eine Charakterisierung und Optimierung für die Einsatzfähigkeit als PCM. Der Arbeitsplan sieht den Aufbau einer elektronischen Datenbank von Reinstoffen, die Entwicklung und Validierung von Berechnungsmodellen zur Modellierung der Phasengleichgewichte von eutektischen Systemen sowie die Untersuchung ausgewählter Gemische für die Anwendung als PCM vor. Dazu erfolgt eine Sammlung und experimentelle Bestimmung von Reinstoffdaten anorganischer Salze und Salzhydrate, die Erstellung und Validierung von Berechnungsmodellen zur Nutzung von CalPhaD-Methoden, das Screening der thermochemischen Eigenschaften von Stoffsystemen sowie schließlich die experimentelle Überprüfung von Systemdaten.
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