Sonne speichern – Forscher der Uni Magdeburg entwickeln neue Materialien

Magdeburg – Speichersysteme sorgen dafür, dass Solarenergie unabhängig von der Sonneneinstrahlung verfügbar wird. Für die Speicherung von Solarwärme existieren bereits heute verschiedene Speichermedien. Forscher der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (OVGU) erforschen nun in einer interdisziplinären Forschergruppe neuartige Werkstoffe zur Speicherung.

Die Speicherung von thermischer Energie ist fast jedem im Alltag schon einmal begegnet, beispielsweise in Form von „Taschenwärmern“. Diese zählen zu den Latentwärmespeichern, welche mittels kochendem Wasser oder Mikrowelle die Wärmeenergie aufnehmen durch eine chemische Reaktion bei Bedarf wieder abgeben.

Forschungsgruppe entwickelt Hightech-Materialien
Das funktioniert auch in mittlerer bis hoher Größenordnung zur Speicherung von Wärme, die durch Solarenergie produziert wurde. In thermische Solaranlagen werden dafür Wasser, Kies oder andere Materialien als Speichermedium eingesetzt. Die Wärme wird mittels Luft oder Wasser eingebracht. Ein prominentes Beispiel ist das solarthermische Kraftwerk Andasol 3 in Spanien. Die Wärme, die durch Sonneneinstrahlung entsteht, wird in einem zugeschalteten Speicher in flüssigem Salz gespeichert und macht die Solarenergie so auch bei Nacht oder ungünstigem Wetter verfügbar.

Forscher der OVGU haben unter Leitung der Chemikerin Dr. Alexandra Lieb aus der Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik die Forschungsgruppe NEOTHERM gegründet. Diese befasst sich mit der Erforschung neuer Werkstoffe, so genannter mikro-makro-poröser Kompositwerkstoffe, für die thermische Energiespeicherung. Im Zentrum des Vorhabens steht die Entwicklung von Materialien mit großer Oberfläche und hoher Energiespeicherdichte, die sehr viel Wasser aufnehmen können. Die Wasseraufnahme, auch Sorption genannt, führt zum Effekt der Wärmespeicherung.

Möglichkeit zur Nutzung bisher vernachlässigter Ressourcen
„Moleküle, die sich an einer Oberfläche anlagern, verlieren ihre Beweglichkeit und setzen Energie frei. Durch Zuführung von Energie kann die Oberfläche wieder aktiviert werden. Der Vorgang ist vergleichbar mit der Wasserverdunstung an meinem Arm. Beim Trocknen verschwinden die Wassermoleküle, die Energie dafür wird der Haut entzogen. Durch den Verdunstungsvorgang fühlt sich der Arm kalt an“, so Dr. Alexandra Lieb zum Grundprinzip. „Die mit Wasser getränkten Stoffe, die wir entwickeln wollen, werden von heißer Luft durchströmt, dadurch entsteht feuchte, kalte Luft. Die Wärme bleibt indes im Stoff und wird gespeichert.“ Wenn die Wärme, d.h. die Energie, wieder benötigt wird, werde das Wasser als Wasserdampf einfach wieder hinzugefügt, so Lieb. Solare Wärmeenergie oder Abwärme aus der Industrie, die bislang ungenutzt bleiben, könnten so in Zukunft zur Brauchwassererwärmung oder Raumheizung gewonnen werden.

Die Entwicklung der Materialien erfolgt in enger Kooperation mit dem Institut für Werkstoff- und Fügetechnik. Zusätzlich ist mit der SorTech AG ein Industriepartner mit an Bord. Das Forschungsprojekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung über die nächsten fünf Jahre mit insgesamt 2,5 Millionen Euro gefördert.

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