PCM (Phase-Change-Materialien)
PCM, auch Phasenwechselmaterialien genannt, sind Substanzen, die die Fähigkeit besitzen, während eines Phasenübergangs erhebliche Energiemengen in Form von Wärme aufzunehmen oder abzugeben. Diese Materialien zeichnen sich dadurch aus, dass sie bei einer spezifischen, oft eng begrenzten Temperatur – ihrer Phasenwechseltemperatur – enorme Wärmemengen absorbieren oder freisetzen können. Im Vergleich zu traditionellen Speichermethoden wie Wasserheizungen speichern sie Energie effizienter, da sie ihre Energie in einem latenten Zustand halten, was bedeutet, dass die gespeicherte Energie in ihrem Phasenwechsel und nicht durch direkte Temperaturerhöhung verborgen ist.
Ein Blick hinter die Funktionsweise von PCM
PCM arbeiten auf der Grundlage eines Aggregatzustandswechsels, wodurch sie beim Erhitzen schmelzen und beim Abkühlen erstarren. Während dieses Prozesses absorbieren oder emittieren sie Energie, ohne dabei ihre eigene Temperatur stark zu verändern. Dies macht die PCM zu einem effektiven Speicher von latenter Wärme. Der Vorteil von PCM liegt darin, dass die gespeicherte Wärme bei einer spezifischen Temperatur, die durch die Wahl des Materials bestimmt wird, freigesetzt oder absorbiert werden kann. Diese Eigenschaft macht sie besonders nützlich für Anwendungen, die eine präzise Temperaturregelung erfordern.
So werden PCM in der Industrie angewendet
Ein beliebtes Einsatzgebiet von PCM in der Industrie ist der temperaturgesteuerte Transport, bei dem PCM genutzt werden, um die Temperatur von verderblichen Waren wie Lebensmitteln und pharmazeutischen Produkten über mehrere Tage ohne Energiequelle stabil zu halten. Des Weiteren spielen PCM eine entscheidende Rolle im Thermomanagement von Batterien in Elektrofahrzeugen, wo sie helfen, die Betriebstemperaturen zu regulieren und die Leistung und Sicherheit der Batterien zu erhöhen. In der Gebäudetechnik werden sie zur Effizienzsteigerung von Heiz- und Kühlsystemen eingesetzt, indem sie die in den Spitzenzeiten produzierte Wärme oder Kälte speichern und bei Bedarf wieder abgeben.
Typische Beispiele für PCM, die in der Industrie beliebt sind
- Paraffinwachs
- Fettsäuren
- Salzhydrate
- Eutektische Salze
- Latent Heat Carbon, ein Composite aus PCM und Graphit