Cement, salt og vand:Et nyt lagermateriale til grøn varme

Opvarmning af det rum, hvor vi bor eller arbejder, er en almindelig nødvendighed i de fleste beboede områder. Den energi, der kræves til denne proces, er ansvarlig for en tredjedel af al den energi, der forbruges i Europa; i øvrigt, 75 % af denne energi er produceret med fossile brændstoffer.

Ideen om et nyt materiale til termokemisk energilagring kommer fra en gruppe forskere fra Anvendt Videnskab og Teknologi (DISAT) og Energi (DENERG) afdelinger på det polytekniske universitet i Torino, og fra Advanced Energy Technology Institute i det italienske nationale forskningscenter (CNR-ITAE). Artiklen blev offentliggjort i tidsskriftet Videnskabelige rapporter .

I dette studie, forskerne demonstrerede, hvordan det er muligt at producere varme ved hydrering af salt, der findes inde i cementporerne.

For at nå bæredygtighedsmålene i Europa, det er nødvendigt at reducere brugen af ​​fossile brændstoffer og i stedet bruge vedvarende energibaserede systemer. Imidlertid, integrationen af ​​vedvarende energi i varmesystemer indebærer et tidsgab mellem energioverskuddet og de daglige og årlige toppe i efterspørgslen.

Solenergi, for eksempel, er bredt tilgængelig i sommermånederne, dog opstår de fleste varmebehov om vinteren, når vi er på vores breddegrader, dagen er meget kortere. Det er indlysende, at den udbredte udnyttelse af vedvarende energikilder skal integreres med udviklingen af ​​billige lagersystemer, med det mål at balancere tidsforskydningen mellem efterspørgslen og tilgængeligheden af ​​energi. En af de mulige måder at lagre energi på er den termokemiske tilgang, der giver mulighed for varmelagring i praktisk talt uendelig tid, i modsætning til standardmetoderne.

"Prøv at opløse en god mængde salt i et glas vand, hvad du vil bemærke er, at glasset varmes op med nogle salte og køler ned med andre. Et lignende fænomen ligger til grund for vores materialer, med den forskel, at i stedet for flydende vand bruger vi vandig damp, uden at opløse saltet. Den vandige damp interagerer med saltet og producerer varme. Når den er fuldstændig hydreret, det vil være muligt at vende saltet tilbage til den oprindelige tilstand ved en simpel tørreproces, som gør det muligt at fjerne overskudsvandet.

Denne form for reaktion er velkendt, og mange termiske lagringsmaterialer er allerede blevet udviklet; imidlertid, deres omkostninger er oftest den begrænsende faktor. For eksempel, Zeolit ​​er et af de bedste materialer ud fra et termisk synspunkt, men det kan koste op til flere snesevis af euro pr. kilo. Dette er uudholdelige omkostninger ved opbevaring af den nødvendige energi til at opvarme et rum eller en hel bygning. Cement, bruges som en matrix til at være vært for salthydrater, er et meget interessant materiale, da det er velkendt, let tilgængelig og billig, " forklarer Luca Lavagna, en post-doc forsker ved Institut for Anvendt Videnskab og Teknologi ved Polyteknisk Læreanstalt i Torino og førsteforfatter af papiret.

Den innovative egenskab, som forskerne præsenterer her, er brugen af ​​cement som værtsmatrix for saltet. De samlede omkostninger ved materialerne er meget lave, og den energiske opførsel er god:energiomkostningerne, målt i lagret €/kWh, er lavere end de fleste nuværende materialer, der anvendes bredt. Dette nye materiale, i øvrigt, viser en ekstraordinær stabilitet selv efter hundredvis af opvarmnings-/afkølingscyklusser. Dette arbejde kan repræsentere det første skridt mod skabelsen af ​​en ny klasse af kompositmaterialer til termokemisk energilagring,