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Forscher experimentieren mit Kalk als Speicher für die Sonnenwärme

Ivanpah Solar Power Facility, USA: Die Wärme, auch im Maßstab großer Sonnenkraftwerke, lässt sich in der Chemie des Kalks speichern. Foto: Aioannides / Wikimedia Commons

Aus der Anwendung könnte vielleicht eine zusätzliche Nachfrage nach Kalkstein entstehen / Sicher aber ist eine Möglichkeit für die Steinbranche zur Imagepflege

Kalk als Energiespeicher zu nutzen ist eine aktuelle Idee, an der Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) arbeiten. Es geht darum, etwa die Wärme der Sonne, die im Übermaß auf die Erde fällt, auf chemische Art und Weise in dem Material abzulegen. Das Verfahren, das dabei verwendet ist, ist beinahe so alt wie die Menschheit: es basiert auf dem Prinzip des Kalkmörtels, der als Pulver auf die Baustelle kommt, dort mit Wasser angemischt und vermauert wird.

Vielleicht, dass daraus einmal eine zusätzliche Nachfrage nach Kalkstein entsteht. Sicher jedoch könnte sich die Natursteinbranche damit schmücken, wenn eines ihrer Materialien eine herausragende Stellung bei der Lösung der Energiefragen hat.

Was die Forscher aktuell interessiert, ist nicht die Fähigkeit des so genannten Branntkalk, Backsteine oder Ziegel aneinander zu binden. Das Verfahren ist altbekannt wird in seinen Etappen mit den chemischen Formeln CaO, Ca(OH)2 und CaCO3 beschrieben.

Der Blick der Forscher richtet sich auf die Wärme, die entsteht, wenn der Branntkalk mit Wasser in Kontakt kommt, im Fachbegriff: gelöscht wird. Diese Wärme hatte er nämlich vorher aufgenommen, als er im Feuer gebrannt wurde.

Beim Löschen läuft die chemische Reaktion in umgekehrter Richtung, und die Energie wird wieder frei.

Nun geht es darum, diese chemische Reaktion im Blick auf die Energiespeicherung und -freisetzung zu optimieren.

Dazu wird im Labor das Kalkpulver im Milligramm-Maßstab mit Wasserdampf in Kontakt gebracht. „Bei welcher Temperatur in Abhängigkeit von welchem Druck haben wir die besten Ergebnisse?“ nennt Dr. Antje Seitz vom DLR-Institut für Technische Thermodynamik zwei der Fragen, denen sie nachgeht.

Untersucht wird genauso, wie viel Dampf man braucht, um die Reaktion vollständig ablaufen zu lassen. Mehr Wasser braucht man dann eben auch nicht, und unnötiger Ballast wird vermieden.

Für den Reaktor, in dem die optimierte Reaktion in größerem Maßstab ablaufen wird, stellen sich noch mehr Fragen, zum Beispiel: wie bringt man das Pulver aus, damit der Dampf optimal einwirken kann? Welche Art von Wärmetauscher eignet sich am besten, die freigesetzte Energie abzuführen?

Vergleichbare Speicher für Wärme gibt es bereits für große Sonnenkraftwerke, jedoch arbeiten solche Speicher mit Salzen. Kalk wird nun deshalb untersucht, weil der Umgang mit ihm viel unkomplizierter und er viel billiger zu haben ist.

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, DLR

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(21.09.2016)