22.02.2013Fachinformationen Zeolith
Sonnenenergienutzung mit Hilfe von Zeolithen

Ein grundsätzlich neues Verfahren zur Speicherung der Sonnenenergie bietet die Anwendung von Zeolithen.

Amerikanische  Forscher der Massachusets University und Texas University gehören zu den Pionieren der Forschungsarbeiten zum Thema „Nutzung von Naturzeolithen in der Solartechnik“. Heute arbeiten zahlreiche Wissenschaftler und innovative Unternehmen weltweit, auch hier in Deutschland, an der Umsetzung verschiedener Varianten der Speicherung von Sonnenenergie mit Hilfe von Naturzeolithen.

Zeolith-Minerale aus der Gruppe der Alumosilikate verfügen über eine mikroporöse Struktur mit einem Porenvolumen von bis zu 50%. Die Poren und Hohlräume beherbergen schwachgebundene Kationen (Na, K, Ca, u.a.) sowie Wassermoleküle (9 - 17 % ). Bei einer langsamen Erhitzung bis 200 oder 250°C verdampft  das Wasser und kann wieder aufgenommen (sorbiert) werden. Die Aufnahme von Wasser wird mit der Abgabe gleicher Energiemengen begleitet, die zur Verdampfung bzw. Trocknung gebraucht wurde. Darin liegt die Eigenschaft von Zeolith als Wärmespeicher.

In Unterschied zu anderen Verfahren, die eine aufwendige Wärmeisolierung brauchen, kann die gespeicherte Wärme ohne Wärmeisolierung und unabhängig der Dauer oder Temperatur erhalten bleiben. Wichtig ist, dass das Speichermaterial hermetisch (ohne Vakuum) verpackt wird, sonst wird Zeolith das Wasser aus der Luft aufnehmen.

Das Grundsatzschema gepaarter Adsorber besteht aus einfachen Helioanlagen. In einem Teil findet Desorption und in anderem zu gleicher Zeit Sorption statt. Dabei liefern beide Adsorber  gleichzeitig das Warmwasser. Bedeutsam ist, dass ein solches System gleichzeitig Wärme aufnehmen und abgeben kann.

Hermetisierte Pakete mit entwässertem Zeolith können gestapelt gelagert und bei ausbleibender Sonnestrahlung genutzt werden. An dieser Stelle ist anzumerken, dass Naturzeolithe, speziell die darauf geprüften Naturzeolithe aus Transkarpatien, enorm viele Sorption-Desorptions-Zyklen durchlaufen können.

Als hochkiesige Naturzeolithe sind sie thermostabil bei Themperaturen bis zu 600-700°C und säureresistent. Naturzeolithe haben die gleiche chemische Zusammensetzung wie die in der Natur sehr verbreiteten Feldspate, enthalten jedoch zusätzlich Wassermoleküle. Wie auch Feldspate sind Naturzeolithe ökologisch absolut unbedenklich. Verbrauchte Naturzeolithe sind dabei keine Abfälle, sondern als polyfunktionale  Bodenverbesserer, Zementzusätze o.a. anzusehen bzw. weiter zu verwenden.

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