Amerikanen ontdekken nieuwe techniek voor warmteopslag

Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben een chemisch composietmateriaal ontwikkeld voor een soort thermische batterij waarmee warmte – bijvoorbeeld zonnewarmte – kan worden opgeslagen. Dat meldt de in het Amerikaanse Cambridge gevestigde universiteit. De nieuwe vinding kan volgens de betrokken wetenschappers onder meer worden toegepast in systemen voor ruimteverwarming.

1 van 2

De meest gebruikelijke manier om warmte op te slaan is met behulp van PCM’s (Phase Change Materials). De binnenkomende warmte laat daarbij het materiaal smelten via een faseverschuiving van vast naar vloeibaar. Als het PCM wordt teruggekoeld beneden zijn smeltpunt, verandert het weer in vast materiaal en komt de opgeslagen warmte vrij. Nadeel van PCM’s is dat ze weinig efficiënt zijn en dat de opgeslagen warmte relatief snel vrijkomt.

De nieuwe vinding van de MIT-onderzoekers maakt nog steeds gebruik van PCM’s, maar voegt daar zogeheten moleculaire schakelingen aan toe. Deze ’moleculaire switches’ veranderen van vorm onder invloed van licht, waardoor ze het smeltpunt van PCM’s kunnen beïnvloeden. Zo kan zelfs ver onder het smeltpunt van de PCM’s de vaste fase behouden worden, waarmee de faseverandering wordt uitgesteld. Daardoor is niet langer het smeltpunt van PCM’s bepalend voor de tijdsperiode waarin warmte kan worden opgeslagen, maar kan dat met licht heel precies worden gestuurd.

Stabiele opslag
In de kleinschalige laboratoriumopstelling van de onderzoekers was de nieuwe vinding in staat om warmte ten minste tien uur lang stabiel op te slaan. Een warmteopslag zoals die nu op de markt is, zou onder gelijke omstandigheden en op dezelfde schaalgrootte, de warmte slechts enkele minuten weten vast te houden. „Er is geen fundamentele reden waarom we die periode van ruim tien uur niet zouden kunnen verlengen”, aldus onderzoekster Grace Han.