Im Forschungsprojekt wurden Adsorbersysteme auf Basis von Verbundwerkstoffen aus zeolithischen Sorptionsmaterialien und wärmeleitenden Kunststoffen hergestellt und auf ihre Eignung in Wärmetransformationsprozessen getestet.
Wärmetransformationsprozesse auf Basis von Adsorptionsvorgängen werden bereits seit einigen Jahren hinsichtlich ihres Potenzials für die Heizung und Klimatisierung von Gebäuden und Fahrzeugen wissenschaftlich erforscht und kontinuierlich in kommerzielle Systeme überführt. In den meisten Fällen jedoch werden bislang nur geringe Leistungsdichten erzielt, weshalb sich Adsorptionswärmepumpen und -kälteanlagen noch nicht durchgängig etablieren konnten.
Wärmetransformationsprozesse auf Basis von Adsorptionsvorgängen werden bereits seit einigen Jahren hinsichtlich ihres Potenzials für die Heizung und Klimatisierung von Gebäuden und Fahrzeugen wissenschaftlich erforscht und kontinuierlich in kommerzielle Systeme überführt. In den meisten Fällen jedoch werden bislang nur geringe Leistungsdichten erzielt, weshalb sich Adsorptionswärmepumpen und -kälteanlagen noch nicht durchgängig etablieren konnten.
Dem Stoffpaar Adsorbens-Adsorptiv sowie dessen Integration in die Adsorbereinheit kommt bei der erzielbaren Leistungsdichte eine erhebliche Bedeutung bei. Grundlegende Voraussetzungen für eine hohe Effizienz des Systems sind neben einem großen Sorptionshub zwischen Ad- und Desorption ein guter Wärmeübergang zwischen dem Adsorbens und dessen wärmeleitender Trägerstruktur sowie ein schneller Dampftransport bzw. ein geringer Druckverlust innerhalb des Systems bei gleichzeitig geringer thermischer Masse.
Die Entwicklung von Verbundwerkstoffen bzw. -systemen, bestehend aus Zeolith und wärmeleitenden Kunststoffen, eröffnet neue Möglichkeiten im Adsorberdesign. In einer idealen Ausprägung könnten bauraum- und leistungsoptimierte Adsorbersysteme mit geringem Gewicht und unterschiedlichsten Geometrien entwickelt und für die Transformation von Niedertemperaturwärme genutzt werden. Darüber hinaus würden sich günstige Materialkosten mit rationellen Formgebungsverfahren der Kunststofftechnik kombinieren lassen. Der wärmeleitende Kunststoff fungiert dabei als Trägermaterial mit hoher gestalterischer Freiheit, welche das anwendungs- und systemangepasste zeolithische Adsorbens prozesssicher aufnimmt und gleichzeitig einen zielgerichteten Wärmetransport zum adsorberseitigen Wärmeträgermedium ermöglicht.
