Door Chris Rowe
Bijgewerkt op 24 maart 2022

De overgang tussen de vaste, vloeibare en gasvormige fasen van een materiaal brengt grote hoeveelheden energie met zich mee. Deze energiebehoefte staat bekend als latente warmteoverdracht. Onderzoekers op het gebied van alternatieve energie onderzoeken manieren om latente warmte te benutten voor energieopslag, zoals het gebruik van gesmolten zout in geconcentreerde zonne-energiesystemen, zoals onderzocht in een recent onderzoek van het Department of Energy (DOE).

Verstandige warmteoverdracht

Gevoelige warmteoverdracht vindt plaats wanneer twee stoffen met verschillende temperaturen met elkaar in contact komen en warmte van de warmere naar de koelere stof stroomt. Na zonsondergang draagt de grond, die warmer blijft, bijvoorbeeld warmte over aan de koelere lucht, waardoor de grond afkoelt en de lucht opwarmt.

Latente warmteoverdracht

Wanneer een stof op het punt staat van fase te veranderen (van vast naar vloeibaar, van vloeistof naar gas of omgekeerd) kan warmte worden geabsorbeerd of vrijgegeven zonder enige temperatuurverandering. Dit fenomeen, waarbij warmte wordt overgedragen zonder temperatuurverschuiving, wordt latente warmteoverdracht genoemd.

Soorten latente warmte

De hoeveelheid warmte die nodig is om een vloeistof in een gas om te zetten, is de latente verdampingswarmte , terwijl de warmte die nodig is om een vaste stof in een vloeistof te smelten de latente smeltwarmte is . Deze waarden zijn doorgaans veel groter dan de energie die nodig is om een gram van dezelfde stof één graad Celsius te laten stijgen, ook wel de soortelijke warmte genoemd. . De soortelijke warmte van water is bijvoorbeeld 1calg⁻¹°C⁻¹, terwijl de latente smeltwarmte 79,7calg⁻¹ is.

Energiebesparing bij latente warmteprocessen

Er gaat geen energie verloren tijdens latente warmteoverdracht. Smeltend ijs absorbeert latente warmte, terwijl bevriezend water deze vrijgeeft. Op dezelfde manier absorbeert verdamping energie, en condensatie geeft energie vrij.

Toepassingen en voordelen

Omdat veel hernieuwbare bronnen, zoals zonne- en windenergie, met tussenpozen stroom produceren, is efficiënte opslag van cruciaal belang. Systemen voor latente warmte-thermische energieopslag (LHTES) kunnen grote hoeveelheden energie absorberen wanneer materialen smelten en deze later vrijgeven wanneer ze stollen, wat een veelbelovende, goedkope oplossing biedt voor het balanceren van vraag en aanbod. Voortgezet onderzoek is essentieel om materialen te identificeren met optimale eigenschappen voor gebruik in alles, van elektrische voertuigen tot industriële processen.