P7: Hierarchisch strukturierte Salz/Silikat-Komposite als effiziente Sorptionsspeicher

Doktorand: Betreuer:

M.Sc. Sebastian Gebhardt Prof. Dr. Roger Gläser Arbeitskreis Heterogene Katalyse Institut für Technische Chemie Universität Leipzig

Thematik:

Das Teilprojekt P7 befasst sich mit der Entwicklung von neuartigen Kompositmaterialien zur Speicherung von Energie aus alternativen Energiequellen wie Sonnen- oder Windenergie. Dabei wird das Ziel verfolgt, die überschüssige Energie bei starker Sonneneinstrahlung bzw. Windstärke zu speichern und diese bei Bedarf wieder freizusetzen, um die Fluktuationen der Energieverfügbarkeit zu kompensieren. Ein viel versprechender Ansatz befasst sich mit der Energiespeicherung mit Hilfe von Salz/Silikat-Kompositen, die die Energie über den Hydratationsprozess des Salzes speichert (Abb. 1). Bei diesen Materialien dient das Silikat als Träger. Es unterstützt den Hydrationsprozess des Salzes und erhöht dessen Speicherfähigkeit. Bisher wurden verschiedene Salze und Trägermaterialen getestet, jedoch wurde der Einfluss des Porensystems auf die Speicherfähigkeit durch eine gezielte Modifizierung nicht untersucht. Dies stellt den Ansatzpunkt für dieses Teilprojekt dar. Dabei ist das Hauptziel die Herstellung von Salz/Silikat-Kompositen mit erhöhter Speicherkapazität. Zugleich sollen Kenntnisse über den Einfluss des Porensystems auf die Speicherkapazität der Komposite gewonnen werden. Hierbei werden zunächst verschiedene Trägermaterialen mit einer spezifischen und definierten Nanoporenstruktur und hoher mechanischer Stabilität hergestellt und diese dann mit Salzen oder Salzmischungen imprägniert. Im Anschluss erfolgt die Untersuchung hinsichtlich ihrer Speichereigenschaften. In einem weiteren Schritt soll die Oberfläche des Trägermaterials durch Anbinden chemischer Funktionalitäten gezielt modifiziert werden, um die Speicherfähigkeit der Kompositmaterialien weiter zu erhöhen.

Abbildung 1: Funktionsprinzip eines Wärmespeichers basierend auf Salz/Silikat-Kompositen