Phasenwechsel-materialien

Bekannt sind sie als Hand- und Taschenwärmer: Phasenwechselmaterialien (PCM), auch Latentwärmespeicher genannt. Sie können beim Übergang vom flüssigen in den festen Zustand Wärme an ihre Umgebung abgeben.

Seit einigen Jahren arbeiten Forscher an neuen Anwendungen für PCM. Das von BASF und dem Fraunhofer ISE entwickelte Phasenwechselmaterial mit Markennamen Micronal besteht aus mikroskopisch kleinen Kunststoffkügelchen, in deren Kern ein Speichermedium aus Paraffinwachsen enthalten ist. Ansteigende Temperatur lässt das Wachs schmelzen, die Wärme wird aufgenommen. Sinkt die Temperatur, kommt es zu einem gegenläufigen Prozess: Das Wachs erstarrt und Wärme wird freigesetzt. Micronal kann unsichtbar in Baustoffe wie Wandputze oder Bauplatten integriert werden und so positiven Einfluss auf das Raumklima haben. Der Energieaufwand für Klimaanlagen wird deutlich reduziert, so dass sich zum einen die Mehrausgaben für das Baumaterial schon nach 5 Jahren amortisiert haben, zum anderen ein großer Beitrag zum Klimaschutz geleistet wird. Das Entwicklerteam wurde daher dieses Jahr für den Deutschen Zukunftspreis nominiert.

Einen 16-monatigen Dauertest mit 24 Phasenwechseln am Tag hat Micronal bestanden, so dass man von einer Mindestlebensdauer von 30 Jahren ausgehen kann. Auf dem Markt sind bereits zahlreiche Micronal-Anwendungen für den Bausektor verfügbar. Lebast ist etwa eine mit PCM-Wachsen ausgestattete Lehmbauplatte, die mit einer geringen Plattenstärke in der Lage ist, die Wärmespeicherkapazität um ein Vielfaches zu erhöhen und Gebäude im Sommer vor Überhitzung zu schützen. Maxit clima ist ein Gips-Maschinenputz mit temperaturregulierender Wirkung, geeignet für die Direktverarbeitung auf der Baustelle und als Trockenmörtel. Auch in dem grünen Porenbeton CelBloc Plus der H+H Deutschland GmbH behindert PCM den Austritt von Wärme durch den Stein und verringert Temperaturschwankungen an der inneren Wandoberfläche. Und die Wärmespeicherkapazität einer 1,5 cm dicken Gipsbauplatte mit PCM der Knauf Gips KG ist vergleichbar mit einer wenigstens 7 Zentimeter dicken Beton- bzw. einer mindestens 10 Zentimeter dicken Ziegelwand.

Neben dem Bausektor werden PCM mittlerweile auch in vielen anderen Bereiche eingesetzt, etwa bei Skibekleidung. Und im Fraunhofer Institut für Bauphysik (IBP) entwickeln Forscher derzeit eine PCM-Tasse: Die PCM sind hier in wabenartigen Hohlräumen eingeschlossen, deren Oberfläche mit Keramik, Metall oder Kunststoff beschichtet ist. Gießt man zum Beispiel heißen Kaffee hinein, kühlt er sich zunächst auf mundgerechte Temperatur ab, das anfangs flüssige PCM verfestigt sich. Danach gibt das Material den aufgenommenen Energievorrat langsam wieder an das Getränk ab und hält die Flüssigkeit so auf Trinktemperatur. Der Effekt kann auch für kalte Speisen und Getränke angewandt werden.

www.basf.de
www.micronal.de
www.maxit.de
www.hplush.de
www.lebast-lehmbaustoffe.de
www.ise.fraunhofer.de
www.ibp.fraunhofer.de

Bildquelle: microtek