Thermisch und elektrisch getriebene Desorption von thermochemischen Wärmespeichermaterialien für solare Langzeitspeicher

Die möglichst vollständige Desorption von thermo-chemischen Speichermaterialien ist für effiziente Sorptionsspeicher von entscheidender Bedeutung. Bei solarthermisch getriebener Desorption ist nicht nur die Leistung sondern auch die erreichbare Temperatur und damit der Desorptionsgrad abhängig von der Strahlungsintensität. Duale Desorption, die thermisch und durch Bestrahlung (Infrarot, Mikrowelle) getrieben wird (Energie aus Solarthermie und Fotovoltaik), ermöglicht hingegen auch bei variierender Leistung gleichbleibend hohe Desorptionsgrade. Die Sondierung dient der Konzeptausarbeitung, Labor-Demonstration und der Gewinnung von Projektpartnern für weiterführende kooperative industrielle Forschung.

Ausgangssituation

Zur Realisierung effizienter thermochemischer Wärmespeicher werden möglichst vollständig desorbierte Speichermaterialen benötigt. Die Desorption ist von der Art des Materials, der Temperatur, der Dauer des Desorptionsprozesses und vom Prozessdruck (Vakuum oder Atmosphäre) abhängig.

Mineralische Sorptionsmaterialien benötigen hohe maximale De-Sorptionstemperaturen, unzureichende Desorption führt zu geringerer Reaktionskinetik und Energie-Ausbeute bei der Speicherentladung. Salze brauchen hingegen einen genau kontrollierten zeitlichen Desorptions-Verlauf um Schmelzen und Lösungsbildung zu vermeiden.

Bei solarthermisch getriebener Desorption ist nicht nur die Leistung, sondern auch die erreichbare Temperatur (im Kollektor und im Desorptionsgefäß) – und der Desorptionsgrad – abhängig von der Strahlungsintensität. Dadurch reduziert sich der Nutzungsgrad des Speichers, da Teile des Sorptionsmaterials je nach Einstrahlung nicht vollständig desorbiert werden können. Um die speziellen Bedingungen dieses Prozesses zu ermitteln wird ein Demonstrationsaufbau verwirklicht der die Beschreibung der Desorption mittels Infrarot und Mikrowelle ermöglicht.