Salz-Metallschmelzen zur Speicherung von Energie - Erhöhung der Speichereffizienz (SALTME PLUS)

Motivation

Die temporäre Speicherung von Elektroenergie ist in von volatilen Quellen dominierten Energiesystemen nötig, um Angebot und Bedarf zu balancieren. Dabei ist die thermische Zwischenspeicherung in Salzschmelzen eine Möglichkeit, die spätere Verstromung kontinuierlich und unabhängig von tageszyklischen Schwankungen zu realisieren.

Für Hochtemperaturanwendungen wie z. B. solar erzeugter Wärme werden derzeit häufig geschmolzene Nitratsalze verwendet. Gründe dafür liegen in der hohen volumetrischen Wärmekapazität, im hohen Siedepunkt, der relativ guten Temperaturstabilität und im sehr geringen Dampfdruck dieser Salze. Nitratsalze sind kostengünstig, leicht verfügbar und weder giftig noch entflammbar. Allerdings weisen Salze im Vergleich zu anderen Flüssigkeiten eine hohe Viskosität und eine niedrige Wärmeleitfähigkeit auf. Zudem ist die maximale Einsatztemperatur von Nitratsalzen ist begrenzt. Das schränkt die erzielbare Speichereffizienz ein, da die Wandlung Wärme zu Strom typischerweise Carnot-limitiert ist.

Um die Effizienz beim Einsatz von Salzschmelzen als Wärmespeicher zu verbessern, werden Wärmeträger für höhere Einsatztemperaturen benötigt. Chloridsalze erscheinen unter diesen Randbedingungen als Alternative, da sie deutlich höhere Speichertemperaturen gegenüber Nitratsalzen ermöglichen, kostengünstig, gut verfügbar und nicht brandfördernd sind. Nachteilig ist jedoch ihre stärkere korrosive Wirkung auf Konstruktionsmaterialien. Diese erhöhte Korrosivität hat zur Folge, dass der effizienten Nutzung von Chloridsalzen als Wärmespeicher- und Wärmträgermedium höhere Kosten für die notwendigen Strukturmaterialien entgegenstehen.

Projektziele

Übergeordnetes Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Methoden für einen aktiven Korrosionsschutz durch Modifikation des Chloridsalzes. Zunächst sollen elektrochemische Zellen entwickelt und aufgebaut werden, die dazu dienen, die vorgesehenen Ansätze im Labormaßstab zu untersuchen. Die Ergebnisse sollen anschließend in statischen Langzeit-Auslagerungen validiert werden. 

Projektpartner

Das Projekt wird gemeinsam von der Professur für Wasserstoff- und Kernenergietechnik der Technischen Universität Dresden, der Institut für Korrosionsschutz Dresden GmbH und dem HZDR bearbeitet. Der  Professur für Wasserstoff- und Kernenergietechnik der Technischen Universität Dresden obliegt die Koordination.