Sötningsmedel lagrar sommarvärme för vintern
av Sören Jonsson Forum 2020-09, sida 15, 20.10.2020
HIOLS 3800v
Sötningsmedel lagrar sommarvärme för vintern
HANDVÄRMARE. När materialet, som Aalto-universitetet experimenterar med, kyls ner kristalliseras det inte. Materialet blir amorft, det vill säga atomerna i ämnet har ingen ordnad struktur. För att materialet ska börja avge sin energi behövs en liten extra värmepuls. Då börjar materialet kristalliseras och energin frigörs.
Länge har problemet med vindkraft och solenergi varit att lagra överskottsenergi på ett effektivt sätt för längre tider. Det är dyrt att använda batteriteknik för ändamålet. En forskargrupp vid Aalto-universitetet håller därför på att ta fram ett nytt värmelagrande material.
SÖREN JONSSON TEXT X Det finns en massa överskottsvärme under sommaren och spillvärme inom industrin som inte med dagens metoder kan lagras på ett kostnadseffektivt sätt. Konsta Turunen, doktorand vid Aalto-universitetet, är ivrig för de forskningsframsteg som har gjorts de senaste åren. Han försöker dra sitt strå till stacken i kampen mot klimatförändringen.
”Om vilyckas, kommer vi att kunna minska utsläppen för småhus och för industrin. Mycket energi går i dag förlorad på grund av att det inte finns ett effektivt sätt att lagra den på”, säger Turunen.
Forskargruppen använder en princip so påminner om hur en handvärmare fungerar. En handvärmare innehåller en övermättad lösning av salthydrat. När man värmer upp handvärmaren i kokande vatten smälter saltlösningen. Lösningen förblir flytande (är underkyld) vid rumstemperatur, fram till dess att man vill använda värmen. Via en exotermisk reaktion (som startas med att en metallplatta trycks i värmepåsen) kristalliseras innehållet i handvärmaren och påsen avger sin värme.
Till skillnad från handvärmare jobbar forskarna vid Aalto-universitetet med ett annat material, en sammansättning av sötningsmedlet erytritol och polymeren natriumpolyakrylat.
Affärsmagasinet Forum skrev om forskningen 2017 när den var i startgroparna. Då jobbade forskarna med några milligram av ämnet. Sedan dess har forskarna dokumenterat fungerande värmelagringar med över 100 gram. Redani år räknar man med att på börja experiment på 10 kilogram.
Inga energiförluster, I de vetenskapliga försöken har forskargruppen lagrat ämnet i tre månader utan att observera några energiförluster under lagringen. Lagringskapacitete är cirka 75 procent. Man får ut samma 75 procent efter en dag eller tre månader. Det verkarlovande för praktiska tillämpningar eftersom också långvarig energilagring är möjlig.
Ett användningsområde för det nya materialet är att värma upp energisnåla småhus, så kallade passivhus. I kombination med solpaneler blir det en nästan koldioxidneutral värmekälla.
”Vårt kompositmaterial behöver däremot lagras i en jämn temperatur. I laboratoriet lagrar vi det vid O—10 grader Celsius eftersom det då är helt stabilt. Vidrumstemperatur försämras egenskaperna, då sker spontan kristallisering sakta men säkert som förkortar den effektiva lagringstiden”
Värmespillet är ändå inget jämfört med de vattenbassänger som används som värmelagring för fjärrvärme. Dessa bassänger fungerar bara ii stor skala eller för kortare tid.
Kombinerade energisystem. För att lagra tillräckligt med värme för ett 100 kvadratmeter stort passivhus behövs 15 kubikmeter av forskningsmaterialet för att värma huset i ett halvt år. Det motsvarar ungefär den volym som en stor skåpbil rymmer. För att värma samma hus med en vattenreserv skulle det krävas 300 kubikmeter vatten.
Uppvärmningssystemet går förstås också att kombinera med andra system för att minska volymen, till exempel med en luftvärmepump.
Vad skulle det bli att kosta ”Det är en mycket teoretisk fråga eftersom vi bara har tillverkat några hundra gram av ämnet. Materialkostnaderna rör sigistorleksordningen: en euro per kilogram?”
En cistern med material för att lagra hela säsongens värmebehov skulle alltså kosta cirka 20 000 euro. Därtill kommer förstås kostnaderna för solenergisystemet och all annan utrustning. Men Turunen påpekar att det troligtvis blir billigare att framställa ämnet i storskalig produktion. Industrin har redan visat intresse för forskningen.
”Genombrottet kan ske väldigt fort. Vihar inte stött på någon större motgång som skulle omkullkasta hela forskningen. Nu fokuserar vi på att utöka mängden till 10 kilogram. När vi har gjort det så vet vi hur användbart ämnet är i praktiken”
AFFÄRSMAGASINET FORUM NR 92020