Thermochemische Wärmespeicher speichern Wärme durch endotherme Reaktionen und geben sie durch exotherme Reaktionen wieder ab.
Ein Beispiel eines thermochemischen Wärmespeichers ist der Sorptionsspeicher: Ein Tank enthält Granulat aus Silicagel, das hygroskopisch und stark porös ist und deshalb eine große innere Oberfläche hat (ein Gramm hat eine innere Oberfläche von etwa 600 m²). Silikagele haben die Eigenschaft, Wasserdampf anzuziehen und an ihrer Oberfläche anzulagern (Adsorption), wobei Wärme frei wird. Umgekehrt muss zum Trocknen von Silikagelen (Desorption) Wärmeenergie aufgewendet werden. Das Silicagel ist in Granulatform in einem Kessel, in dem sich ein Wärmeübertrager befindet. Unter Energieaufwand wird im Sommer das Silicagel getrocknet und es steht unter hoher innerer Spannung. Im Winter wird es ein wenig belüftet und Schritt für Schritt auf den Wasserdampf-Partialdruck der Umgebung gebracht. Die entstehende Wärme wird genutzt.
Der Vorteil von thermochemischen Wärmespeichern gegenüber konventionellen Wärmespeichern in Form eines Wassertanks liegt in ihrer höheren Speicherdichte von 200 bis 300 60 kWh/m³ gegenüber nur etwa 60 kWh/m³ bei Wasser. Außerdem kann die Energie über Jahre verlustfrei gespeichert werden.
Neben Silicagelen können auch Metallhydride oder Zeolithe als Wärmespeicher verwendet werden, die jedoch höhere Betriebstemperaturen benötigen.
Ein thermochemischer Speicher ist ein reversibles System, welches bei der Zusammenführung oder Trennung von mindestens zwei Stoffen/Komponenten thermische Energie freisetzt bzw. aufnimmt. Werden die Komponenten getrennt gelagert, kann die entsprechende Reaktion zur Speicherung von Wärme genutzt werden. Die Grundlage für thermochemische Wärmespeicher bildet daher die Auswahl eines für die gewünschte Speichertemperatur geeigneten Reaktionssystems.
Durch geeignete Wahl des Reaktionssystems kann der thermochemische Wärmespeicher optimal an die entsprechende Anwendung angepasst werden. Im Rahmen aktueller Forschungsarbeiten werden thermochemische Wärmespeicher für folgende Anwendungen entwickelt:
zuletzt bearbeitet Juni 2023, Änderungs- oder Ergänzungswünsche bitte an info@geothermie.de
