Lyckat PCM-försök med metallskum

Att förbättra egenskaperna hos PCM-material är en viktig nyckel till effektiv värmelagring. Amerikanska forskare har gjort försök med metallskum.

Fasomvandlande material (PCM) – i huvudsak paraffiner – är en teknik för lagring av termisk energi. PCM-tekniken har en svaghet i att paraffinet har en låg värmeledningsförmåga, vilket leder till långsam laddning och urladdning av materialet och att temperaturen i materialkroppen blir ojämnt fördelad. Nu har amerikanska och österrikiska forskare hittat ett sätt att överbrygga dessa svagheter genom att kombinera PCM med metallskum. Metallskum är ett svampliknande material som rönt stort akademiskt och industriellt intresse de senast 15 åren på grund av sin låga densitet, höga termiska ledningsförmåga och utmärkta sammankopplingsförmåga. Metallskummet har porositet i storleksordningen 75 till 95 procent och produceras kommersiellt med 4, 8 respektive 16 porer per centimeter.

Kortade tider
Forskarna har genom att smälta paraffinet och låta det fylla porerna i aluminium-metallskum, kombinerat paraffinets låga smälttemperatur och höga smältvärme med metallskummets höga värmeledning. Professor Nihad Dukhan och doktoranden Chun-Long Chen vid Detroits universitet har genom experiment minskat uppvärmningstiden med 42 procent och kyltiden med 15 procent jämfört med enbart paraffin. Dessutom skapades en jämn temperaturfördelning i materialet.

Försöket visade att värmekapaciteten i förhållande till volymen minskade med 10 procent med metallskummet. Trots att metallskum sjunkit i pris, är kostnaden fortfarande hög.

Forskarna Nihad Dukhan och Chun-Long Chen har ännu inte hittat det optimala förhållandet mellan PCM och metallskum för att uppnå maximal kapacitet.

Signhild Gehlin och Roger Nordman, Energi & Miljö nr 3/12 sidan 71