Trotz erheblicher Abwärmepotenziale bleibt deren Nutzung in industriellen Prozessen bislang unzureichend. Ein zentraler Hemmschuh ist das Fehlen geeigneter Wärmespeicherlösungen, die ökonomisch, robust und effizient einsetzbar sind. Wärmespeicher werden insbesondere dann benötigt, wenn Abwärmeangebot und -bedarf zeitlich oder räumlich nicht zusammenfallen – also keine direkte Rückgewinnung (Rekuperation) möglich ist. Während keramische Speicher sich durch ihre hohe Temperaturbeständigkeit auszeichnen, sind sie in der Anschaffung und Verarbeitung kostenintensiv. Günstigere Alternativen wie Naturstein oder Ziegel weisen zwar grundsätzlich ein geeignetes thermisches Verhalten auf, jedoch mangelt es an systematischen Erkenntnissen zur Langzeitstabilität, Zyklenfestigkeit und zum Verhalten unter realen Prozessbedingungen. Insbesondere im Temperaturbereich von 300 °C bis 800 °C besteht ein erheblicher Forschungsbedarf, um diese Materialien technologisch weiterzuentwickeln und ihre Praxistauglichkeit nachzuweisen.

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines standardisierten Prüfverfahrens zur Bewertung kostengünstiger Schüttgüter als sensible Wärmespeichermaterialien für industrielle Anwendungen im Temperaturbereich von 300 °C bis 800 °C. Dabei sollen zentrale Kriterien wie thermische Zyklenfestigkeit, mechanische Stabilität, Druckverlust, Temperaturtoleranz bis 1000 °C sowie die Beständigkeit gegenüber Abgasen und Partikeln untersucht werden. Die Methodik soll eine vergleichende Bewertung ermöglichen und dadurch die Auswahl geeigneter Materialien technisch absichern und erleichtern.

Zur Bewertung der Wärmespeichermaterialien wird ein modularer Prüfstand entwickelt, der den Wechselbetrieb aus Be- und Entladung unter realitätsnahen Bedingungen ermöglicht. Die Materialien werden dabei direkt durchströmt und thermischen Zyklen sowie variierenden Abgasatmosphären ausgesetzt. Neben der Ermittlung von Wärmeübertragungs- und Druckverlustkennwerten stehen Schnellalterungstests im Fokus, um Langzeitverhalten und Stabilität zu bewerten. Die gewonnenen Daten fließen in die Entwicklung eines standardisierten Prüfverfahrens ein.

• OWI Science for Fuels gGmbH