Empa-Wissenschafter speichern mit Natronlauge Wärme

Empa-Wissenschafter speichern mit Natronlauge Wärme

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Heizen im Winter mit Wärme aus dem Sommer: Das testet die Forschungsanstalt Empa seit letztem Herbst mit einer Laboranlage, die Wärme mit Hilfe von Natronlauge über lange Zeit speichern kann. Mit der neuartigen Technologie könnte der Gebrauch fossiler Brennstoffe möglicherweise reduziert werden.

Manche mögen sich noch aus dem Chemieunterricht erinnern: Löst man hochkonzentriertes festes Natriumhydroxid in Wasser, wird die Mischung - oder vielmehr die dabei entstandene Natronlauge - warm. Bei der Verdünnungsreaktion wird somit Energie frei. Umgekehrt lässt sich die Natronlauge auch erwärmen und das Wasser kann so wieder verdampfen. Die Lauge wird konzentriert und speichert so die ihr zugeführte Energie über lange Zeit, bis sie wieder mit Wasser in Kontakt kommt.

Auf diesem Prinzip gründet die Anlage, welche die Empa in der jüngsten Ausgabe ihres Magazins "Empa Quarterly" vorstellt. Seit letztem Herbst ist das System in Betrieb, und funktioniert laut Empa zuverlässig. Gebaut und optimiert haben es die Empa-Forscher Robert Weber und Benjamin Fumey.

Spirale aus dem Durchlauferhitzer?

Der Weg hin zu einer Anlage in der notwendigen Grösse, um ausreichend Wärme für ein Einfamilienhaus zu speichern, war jedoch nicht ganz einfach. Der erste Prototyp funktionierte noch nicht richtig. Doch dann kam Fumey auf die Idee, einen spiralförmigen Wärmetauscher auszuprobieren. Praktischerweise gibt es diese bereits standardmässig, da sie auch in handelsüblichen Durchlauferhitzern zum Einsatz kommen. Damit klappte es: Die Natronlauge kann so spiralförmig an einem Rohr entlang fliessen, auf dem Weg Wasserdampf aufnehmen und die dabei entstehende Wärme an das Rohr und das Heizungswasser darin abgeben.

Der notwendige Wasserdampf mit einer Temperatur von fünf bis zehn Grad Celsius liesse sich beispielsweise mit Wärme aus einer Erdsonde erzeugen, schrieb die Empa. Die Natronlauge wird durch den Wasserdampf von 50 Prozent Natriumhydroxid- Gehalt auf 30 Prozent verdünnt, und das Heizungswasser dabei auf 50 Grad Celsius erhitzt.

Sommerwärme für den WInter

Wieder "aufladen" liesse sich die Natronlauge auf ähnliche Weise. Fliesst sie entlang eines Rohrs mit rund 60 Grad heissem Wasser - beispielsweise aus Sonnenkollektoren -, verdampft das Wasser und sie wird wieder konzentriert. "Auf diese Weise lässt sich Solarenergie in Form von chemischer Energie vom Sommer bis in den Winter speichern", erklärte Fumey gemäss des Empa-Artikels. "Und nicht nur das: die gespeicherte Wärme kann in Form konzentrierter Natronlauge auch an einen anderen Ort verfrachtet werden und ist dadurch flexibel einsetzbar."

Nun suchen die Empa-Forscher nach Industriepartnern, um das System zu einer kompakten Hausanlage weiter entwickeln zu können. Dies, mit dem Ziel, den Gebrauch fossiler Brennstoffe wie Erdöl zu reduzieren, die einen grossen Teil der Energie zum Heizen und für die Warmwasserversorgung stellen. So wurden 2014 in der Schweiz etwa 71 Prozent der Wohnungen mit fossilen Brennstoffen beheizt und 60 Prozent des privat verbrauchten Warmwassers auf diese Weise erzeugt. (mai/sda)