DE4203835A1 - Phasenwechselmaterial zur waermespeicherung - Google Patents

Phasenwechselmaterial zur waermespeicherung

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DE4203835A1
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    • C09K5/063—Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Phasenwechselmaterial zur Wärmespeicherung aus einem Gemisch von Magnesiumnitrathexahydrat und Lithiumnitrat.
Ein derartiges Phasenwechselmaterial ist aus WO 89 09 249 bekannt. Das Gewichtsverhältnis des Magnesiumnitrathexahydrats (Mg (NO3)2·6H2O) zu Lithiumnitrat (LiNO3) beträgt dabei ca. 9:1. Versuche haben ergeben, daß die Schmelzwärme des bekannten Materials maximal ca. 163 J/g beträgt.
Das bekannte Material schmilzt bei ca. 70°C. Es ist daher für Kraftfahrzeuge an sich gut geeignet, da es die Wärme des Kühlwassers bereits ab dieser Temperatur zu speichern vermag. Wie sich jedoch gezeigt hat, neigt das bekannte Phasenwechselmaterial bereits nach wenigen Schmelz- und Erstarrungszyklen zur Phasenseparation, d. h. es wird nicht mehr vollständig aufgeschmolzen, wodurch seine Umwandlungswärme drastisch vermindert wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Phasenwechselmaterial zur Wärmespeicherung, insbesondere des Kühlwassers von Kraftfahrzeugen bereitzustellen, das nach einer unbegrenzten Zahl von Schmelz- und Erstarrungszyklen eine unverändert hohe Umwandlungswärme zeigt.
Dies wird erfindungsgemäß mit dem im Anspruch 1 gekennzeichneten Phasenwechselmaterial erreicht.
Wie röntgenographische Untersuchungen gezeigt haben, sind die Gitterkonstanten des Mg (NO3)2·6H2O in einem durch Schmelzen erhaltenen Gemisch aus Mg (NO3)2·6H2O und LiNO3 signifikant verkleinert. Dies dürfte auf eine partielle Mischkristallbildung i. S. v. (MgxLi2-2x) (NO3)2·6H2O zurückzuführen sein und erklärt zugleich die Feststellung, daß in dem Gemisch nach dem Schmelzen freies LiNO3 nur noch in sehr untergeordneter Menge mit Hilfe von Röntgenpulverdiagrammen identifiziert werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Phasenwechselmaterial, bei dem das Magnesiumnitrathexahydrat zum Lithiumnitrat in einem Gewichtsverhältnis von 4 bis 6:1, insbesondere ca. 5:1, bzw. in einem Verhältnis von 35 bis 45 Mol-% LiNO3 zu 55 bis 65 Mol-% Mg (NO3)2·6H2O, insbesondere ca. 40 Mol-% LiNO3 zu ca. 60 Mol-% Mg (NO3)2·H2O vorliegt, stellen die Mischkristalle aus (MgxLi2-2x) (NO3)2·6H2O praktisch die Hauptkomponente dar. Abgesehen von den röntgenographischen Daten sind diese Mischkristalle durch einen strahlig/nadeligen Habitus gekennzeichnet. Die Bildung dieser Mischkristalle ist bisher nicht bekannt. Die Erfindung beruht daher u. a. auf diesem neuen Effekt.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 das DSC(Differential Scanning Calorimetry)-Diagramm eines Phasenwechselmaterials aus Mg (NO3)2·6H2O und LiNO3 in einem Gewichtsverhältnis von 9:1 entsprechend WO 89/09 249 und Fig. 2. das DSC-Diagramm eines erfindungsgemäßen Phasenwechselmaterials aus einem Gemisch aus 83,7 Gewichtsteilen Mg (NO3)2·6H2O und 16,3 Gewichtsteilen LiNO3. Es ist ersichtlich, daß nach Fig. 1 zwei Maxima in einem breiten Schmelzbereich von ca. 70°C bis 88°C auftreten, während nach Fig. 2 nur ein einziges Maximum im Bereich von ca. 71 bis 78°C auftritt. Die Schmelzwärme, die durch Integration der Maxima berechnet wurde, betrug bei dem Phasenwechselmaterial nach WO 89/09 249 158 J/g und bei dem erfindungsgemäßen Phasenwechselmaterial 171 J/g.
Um das erfindungsgemäße Phasenwechselmaterial, das auch nach einer beliebigen Zahl von Schmelz- und Erstarrungszyklen noch eine hohe Schmelzwärme von 170 J/g und mehr aufweist, zu erhalten, hat es sich als wesentlich herausgestellt, daß das zur Bildung des Gemischs verwendete Magnesiumnitrathexahydrat eine Schmelzwärme von vorzugsweise 110 J/g bis 135 J/g und mehr, aufweist. Es hat sich nämlich gezeigt, daß das im Handel erhältliche Magnesiumnitrathexahydrat hinsichtlich seiner Schmelzwärme von Charge zu Charge erhebliche Schwankungen aufweist, die sich in entsprechender Weise auf die Schmelzenthalpie des Phasenwechselmaterials auswirken.
Die Ursache für diese Schwankungen konnten noch nicht geklärt werden. Es konnte jedoch festgestellt werden, daß - und auch dies ist überraschend - Mg (NO3)2·6H2O dimorph ist, wobei die Umwandlungstemperatur zwischen den beiden Kristallmodifikationen bei etwa 72°C und die Umwandlungswärme bei 12 J/g liegt. Bei dem erfindungsgemäßen Phasenwechselmaterial läßt sich diese Umwandlungswärme zwischen den beiden Kristallmodifikationen des Magnesiumnitrathexahydrats offenbar in die Gesamtumwandlungswärme des Phasenwechselmaterials integrieren.
Weiterhin hat es sich als wesentlich herausgestellt, daß die Herstellung des erfindungsgemäßen Phasenwechselmaterials in der Weise erfolgt, daß das Gemisch aus Magnesiumnitrathexahydrat und Lithiumnitrat in einem geschlossenen Gefäß mit geringem freiem Volumen geschmolzen wird. D. h., nach dem Schmelzen des Gemischs sollten z. B. mehr als 70% des Gefäßes von der Schmelze gefüllt sein. Durch ein zu großes freies Volumen des geschlossenen Gefäßes kommt es nämlich zu einer geringfügigen Entwässerung des Gemischs, beispielsweise durch an der freien Oberfläche der Gefäßinnenwand kondensierende Wassertropfen, wodurch signifikante Änderungen der Umwandlungswärme des Phasenwechselmaterials auftreten. Um auch nach größeren Zyklenzahlen keine signifikanten Einbußen in den Wärmeumsätzen zu erhalten, sollte das erfindungsgemäße Phasenwechselmaterial auch in völlig geschlossen Systemen eingesetzt werden.
Das nachstehende Beispiel dient der weiteren Erläuterung der Erfindung:
Beispiel
Zur Herstellung der Mischung werden die Komponenten Mg (NO3)2·6H2O und LiNO3 in einem Mol-Verhältnis von vorzugsweise 58:42 in einem hermetisch geschlossenen Gefäß in einem Wasserbad bei einer Temperatur von ca 90°C so lange erhitzt, bis eine klare Schmelze entstanden ist. Das freie Volumen im Reaktionsgefäß betrug nach dem Schmelzen ca. 15%. Nach Erhalt einer homogenen, klaren Schmelze wird das System abgekühlt oder auf Raumtemperatur abgeschreckt. Das Kristallwachstum der Hauptkomponente der Mischung (MgxLi2-2x) (NO3)2·6H2O ist durch einen strahlig/nadeligen Habitus gekennzeichnet.

Claims (4)

1. Phasenwechselmaterial zur Wärmespeicherung aus einem Gemisch von Magnesiumnitrathexahydrat und Lithiumnitrat, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Magnesiumnitrathexahydrats zum Lithiumnitrat 4 bis 6 Gewichtsteile Magnesiumnitrathexahydrat zu 1 Gewichtsteil Lithiumnitrat beträgt.
2. Phasenwechselmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis ca. 5 Gewichtsteile Magnesiumnitrathexanhydrat zu 1 Gewichtsteil Lithiumnitrat beträgt.
3. Phasenwechselmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Bildung des Gemischs verwendete Magnesiumnitrathexahydrat eine Schmelzwärme zwischen 100 J/g und 135 J/g aufweist.
4. Verfahren zur Herstellung des Phasenwechselmaterials nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus Magnesiumnitrathexahydrat und Lithiumnitrat in einem geschlossenen Gefäß geschmolzen wird, wobei der Füllungsgrad mehr als 70% beträgt.
DE4203835A 1991-01-10 1992-02-10 Phasenwechselmaterial zur waermespeicherung Withdrawn DE4203835A1 (de)

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DE59205368T DE59205368D1 (de) 1991-12-14 1992-12-13 Salzgemische zur speicherung von wärmeenergie in form von phasenumwandlungswärme
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DK93900041.0T DK0616630T3 (da) 1991-12-14 1992-12-13 Saltblandinger til oplagring af varmeenergi i form af tilstandsformændringsvarme
HU9401758A HU213958B (en) 1991-12-14 1992-12-13 Mixtures of salts for storing thermal energy, as phase transition heat method for producing same, method for storing waste heat produced by motor vehicles and apparatus for storing thermal energy
ES93900041T ES2083270T3 (es) 1991-12-14 1992-12-13 Mezcla de sales para el almacenamiento de energia termica en forma de calor de conversion de fases.
CA002125687A CA2125687C (en) 1991-12-14 1992-12-13 Salt mixtures for storing thermal energy in the form of heat of phase transformation
EP93900041A EP0616630B1 (de) 1991-12-14 1992-12-13 Salzgemische zur speicherung von wärmeenergie in form von phasenumwandlungswärme
JP5510619A JPH07501843A (ja) 1991-12-14 1992-12-13 相転移熱の形態で熱エネルギーを蓄積する塩混合物
US08/244,785 US5591374A (en) 1991-01-10 1992-12-13 Salt mixtures for storing thermal energy in the form of heat of phase transformation
KR1019940702011A KR100218038B1 (ko) 1991-12-14 1992-12-13 상 변환열 형태로 열에너지를 저장하기 위한 염 혼합물
NO942177A NO309005B1 (no) 1991-12-14 1994-06-10 Saltblandinger for lagring og utnyttelse av varmeenergi i form av faseomvandlingsvarme, fremgangsmÕte for fremstilling av blandingene, anvendelse av dem som lagringsmiddel, samt varmelagrere som inneholder blandingene
FI942790A FI104186B (fi) 1991-12-14 1994-06-13 Suolaseoksia lämpöenergian varastoimiseksi faasinmuutoslämpönä
US08/721,580 US5728316A (en) 1991-01-10 1996-09-25 Salt mixtures for storing thermal energy in the form of that of phase transformation

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6083418A (en) * 1998-06-02 2000-07-04 Modine Manufacturing Company Density stabilized phase change material
WO2009053245A1 (de) 2007-10-22 2009-04-30 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Thermische speichervorrichtung und verwendung von mehrstoffsystemen
DE102012210238A1 (de) 2012-06-18 2013-12-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Latentwärmespeichermaterialien auf der Basis von Aluminiumsulfat-Hydraten
CN113980652A (zh) * 2021-11-05 2022-01-28 北京科技大学 一种一致熔融复合相变材料及制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6083418A (en) * 1998-06-02 2000-07-04 Modine Manufacturing Company Density stabilized phase change material
WO2009053245A1 (de) 2007-10-22 2009-04-30 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Thermische speichervorrichtung und verwendung von mehrstoffsystemen
DE102012210238A1 (de) 2012-06-18 2013-12-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Latentwärmespeichermaterialien auf der Basis von Aluminiumsulfat-Hydraten
WO2013189891A1 (de) 2012-06-18 2013-12-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Latentwärmespeichermaterialien auf der basis von aluminiumsulfat-hydraten
CN113980652A (zh) * 2021-11-05 2022-01-28 北京科技大学 一种一致熔融复合相变材料及制备方法

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