Het verwarmen van de ruimte waar we wonen of werken is een veelvoorkomende noodzaak in de meeste bewoonde gebieden. De energie die nodig is voor dit proces is verantwoordelijk voor een derde van alle energie die in Europa wordt verbruikt; Bovendien, 75% van deze energie wordt opgewekt met fossiele brandstoffen.

Het idee van een nieuw materiaal voor thermochemische energieopslag komt van een groep onderzoekers van de afdelingen Applied Science and Technology (DISAT) en Energy (DENERG) van de Polytechnische Universiteit van Turijn, en van het Advanced Energy Technology Institute van het Italiaanse nationale onderzoekscentrum (CNR-ITAE). Het artikel is gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten .

In dit onderzoek, de onderzoekers toonden aan hoe het mogelijk is om warmte te produceren door de hydratatie van zout in de poriën van cement.

Om de duurzaamheidsdoelstellingen in Europa te bereiken, het is noodzakelijk om het gebruik van fossiele brandstoffen te verminderen en in plaats daarvan gebruik te maken van op hernieuwbare energie gebaseerde systemen. Echter, de integratie van hernieuwbare energie in verwarmingssystemen brengt een tijdsverschil met zich mee tussen het energieoverschot en de dagelijkse en jaarlijkse pieken in de vraag.

Zonne energie, bijvoorbeeld, is overal verkrijgbaar in de zomermaanden, de meeste verwarmingsbehoeften vinden echter plaats in de winter, wanneer op onze breedtegraden, de dag is veel korter. Het is duidelijk dat de wijdverbreide exploitatie van hernieuwbare energiebronnen moet worden geïntegreerd met de ontwikkeling van goedkope opslagsystemen, met als doel de tijdsverschuiving tussen de vraag en de beschikbaarheid van energie in evenwicht te brengen. Een van de mogelijke manieren om energie op te slaan is de thermochemische benadering, die warmteopslag voor een vrijwel oneindige tijd mogelijk maakt, in tegenstelling tot de standaardbenaderingen.

"Probeer een goede hoeveelheid zout op te lossen in een glas water, wat je zult merken is dat het glas met sommige zouten opwarmt en met andere afkoelt. Een soortgelijk fenomeen ligt aan de basis van onze materialen, met het verschil dat we in plaats van vloeibaar water waterige damp gebruiken, zonder het zout op te lossen. De waterige damp interageert met het zout en produceert warmte. Eenmaal volledig gehydrateerd, het zal mogelijk zijn om het zout terug te brengen naar de oorspronkelijke staat door een eenvoudig droogproces, waardoor het overtollige water kan worden afgevoerd.

Dit soort reacties is bekend, en er zijn al veel thermische opslagmaterialen ontwikkeld; echter, hun kosten zijn meestal de beperkende factor. Bijvoorbeeld, zeoliet is een van de beste materialen vanuit thermisch oogpunt, maar het kan tot enkele tientallen euro's per kilogram kosten. Dit zijn ondraaglijke kosten bij het opslaan van de energie die nodig is om een ​​kamer of een heel gebouw te verwarmen. Cement, gebruikt als een matrix om zouthydraten op te vangen, is een zeer interessant materiaal omdat het bekend is, gemakkelijk verkrijgbaar en goedkoop, " legt Luca Lavagna uit, een post-doc onderzoeker van de afdeling Toegepaste Wetenschappen en Technologie van de Polytechnische Universiteit van Turijn en eerste auteur van het artikel.

Het innovatieve kenmerk dat de onderzoekers hier presenteren, is het gebruik van cement als gastheermatrix voor het zout. De totale kosten van de materialen zijn zeer laag en het energetische gedrag is goed:de energiekosten, gemeten in opgeslagen €/kWh, is lager dan de meeste huidige materialen die veel worden gebruikt. Dit nieuwe materiaal, Bovendien, vertoont een buitengewone stabiliteit, zelfs na honderden verwarmings-/koelcycli. Dit werk kan de eerste stap zijn naar de creatie van een nieuwe klasse composietmaterialen voor thermochemische energieopslag,