Charakterisierung des Einflusses der Wärmeleitfähigkeit von Kompositmaterialien auf die thermochemische Wärmespeicherung

  • Mit dem stetigen Steigen des Anteils an erneuerbaren Energien wird der Einsatz von Speichern immer bedeutsamer. Neben der Speicherung elektrischer Energie ist die Speicherung anfallender solarer bzw. industrieller Wärme eine wichtige Herausforderung. Aufgrund der hohen Energiespeicherdichte kommt dabei der thermochemischen Wärmespeicherung eine entscheidende Rolle zu. Eine Klasse dieserMit dem stetigen Steigen des Anteils an erneuerbaren Energien wird der Einsatz von Speichern immer bedeutsamer. Neben der Speicherung elektrischer Energie ist die Speicherung anfallender solarer bzw. industrieller Wärme eine wichtige Herausforderung. Aufgrund der hohen Energiespeicherdichte kommt dabei der thermochemischen Wärmespeicherung eine entscheidende Rolle zu. Eine Klasse dieser Speichermaterialien bilden Kompositmaterialien, die aus einer offenporigen Matrix und einem darin eingelagerten Salzhydrat bestehen. Ausschlaggebend für eine hohe Speicherdichte ist bei dieser Materialklasse der schnelle Abtransport der durch Wasserdampfsorption entstandenen Wärme. Das entscheidende Kriterium für eine Anwendung als Speichermaterial ist somit die Wärmeleitfähigkeit des Materials. Im Rahmen der Arbeit wurden deshalb die Wärmeleitfähigkeiten ausgewählter Salze (NaCl, MgSO4 und ZnSO4) mit verschiedenen Kristallwassergehalten, Trägermaterialien wie Aktivkohle (Pellets und Pulver) und Zeolitpulver und an den daraus hergestellten Kompositmaterialien untersucht. Ziel war es außerdem Aussagen zu einer günstigen Materialkombination aus offenporigem Trägermaterial und Salzhydrat sowie eines geeigneten Porenfüllgrades zu treffen und Ansätze für die Modellierung der Wärmeleitfähigkeit der Komposite zu liefern.show moreshow less
  • With the steady increase of renewable energies, the use of storage systems is becoming increasingly important. In addition to the storage of electrical energy, the storage of solar and industrial heat is an important challenge. Due to their high energy storage density, thermochemical heat storage materials are very promising. One class of these storage materials are composit materials, whichWith the steady increase of renewable energies, the use of storage systems is becoming increasingly important. In addition to the storage of electrical energy, the storage of solar and industrial heat is an important challenge. Due to their high energy storage density, thermochemical heat storage materials are very promising. One class of these storage materials are composit materials, which consist of an porous matrix and an embedded salt hydrate. The decisive factor for a high storage density in this type of materials is the rapid removal of the heat generated by water vapor sorption. The decisive criterion for an application as a storage material is therefore the thermal conductivity of the material. The thermal conductivity of selected salts (NaCl, MgSO4 and ZnSO4) with different crystal water contents, carrier materials such as activated carbon (pellets and powder) and zeolite powder and the resulting composite materials were therefore investigated as part of the work. The aim was also to make statements on a favorable material combination of porous carrier material and salt hydrate as well as a suitable degree of pore filling and to provide approaches for modeling the thermal conductivity of the composites.show moreshow less

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Metadaten
Document Type:Diploma Thesis
Author: Florian KleinerORCiD
DOI (Cite-Link):https://doi.org/10.25643/bauhaus-universitaet.4496Cite-Link
URN (Cite-Link):https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210921-44968Cite-Link
Referee:Prof. Dr.-Ing. Andrea Dimmig-OsburgGND, Prof. Dr. rer. nat. habil. Christian KapsGND
Advisor:Dr.-Ing. Konrad Posern
Language:German
Date of Publication (online):2021/09/17
Date of first Publication:2014/03/15
Date of final exam:2014/04/28
Release Date:2021/09/21
Publishing Institution:Bauhaus-Universität Weimar
Granting Institution:Bauhaus-Universität Weimar, Fakultät Bauingenieurwesen
Institutes and partner institutions:Fakultät Bauingenieurwesen / F. A. Finger-Institut für Baustoffkunde
Pagenumber:86
Tag:Hydratsalz; Wärmeleitfähigkeit; Wärmespeicher; thermochemische Wärmespeicherung
thermochemical heat storage
GND Keyword:Wärmespeicher; Wärmeleitfähigkeit; Werkstoffkunde
Dewey Decimal Classification:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 530 Physik / 536 Wärme
500 Naturwissenschaften und Mathematik / 540 Chemie / 540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
BKL-Classification:33 Physik / 33.62 Mechanische Eigenschaften, akustische Eigenschaften, thermische Eigenschaften
Licence (German):License Logo Creative Commons 4.0 - Namensnennung-Weitergabe unter gleichen Bedingungen (CC BY-SA 4.0)