KTH-forskare har tillverkat ett genomskinligt, termiskt batteri som består av tre naturliga beståndsdelar, och som kan lagra värme och kyla. För närvarande kan hundra kilo av materialet spara cirka 2,5 kWh per dag i uppvärmning eller kyla om det skulle användas vid husbyggande, givet att den omgivande temperaturen är runt 24 grader Celsius.
– Träet ger styrka, den citronbaserade polymeren möjliggör transparens, och den kokosnötsbaserade komponenten lagrar värmeenergi, säger Céline Montanari, forskare vid avdelningen Biokompositer på KTH.
Det nya batteriet forskarna utvecklat har lett till en ny vetenskapligt publicering i tidskriften Small. Materialet batteriet består av har forskarna skapat genom att ta bort ligninet från träet vilket får trämaterialet att likna papper. I det tillståndet lägger de sedan till en byggsten från citron (limonen) tillsammans med en molekyl från kokosnötter (laurylalkohol).
– När värme appliceras så omskapas citronbyggstenen till ett tvärbundet biobaserad plastmaterial runt och inuti den porösa trästrukturen, vilket på ett elegant sätt fångar kokosnötbyggstenarna i materialet, berättar Peter Olsén, forskare vid avdelningen Biokompositer på KTH.
Då smälter kokosmolekylen
Den kokosnötsbaserade molekylen i det transparenta trämaterialet kan övergå från fast till vätska genom att smälta, absorbera energi, eller vätska till fast genom att kristallisera (frigöra energi). Som när vatten smälter och fryser vid 0 grader Celsius.
Kokosnötsmolekylen absorberar värme vid något bekvämare 24 grader Celsius. Över 24 grader smälter molekylen och absorberar värme som lagras för senare användning. När temperaturen sjunker under 24 grader Celsius börjar molekylen kristallisera och avger den tidigare lagrade värmen till omgivningen.
– Mer specifikt är mängden energi i denna övergång för våra material 87 J/g. Om vi har 100 kilo av detta material hemma sparar vi ungefär 2,5 kWh per dag i uppvärmning eller kyla om temperaturen varierar i detta intervall, säger Céline Montanari.
Växthus ett användningsområde
Forskarna har funderat en del över tänkbara användningsområden. Ett är som framtida byggmaterial både för både transparens och energibesparing.
– Varför inte som ett blivande material i växthus? När solen skiner blir den genomskinlig och släpper in mer energi, medan den på natten blir grumlig och frigör värmen som lagras under dagen. Detta kan bidra till att minska energiförbrukningen för uppvärmning och samtidigt ge förbättrad tillväxt, säger Peter Olsén.
Solljus är en bra energikälla vars värme batteriet kan lagra. Finns det andra energikällor?
– Vilken värmekälla som helst kan ladda batteriet. Nyckeln är att temperaturen fluktuerar runt dess övergångstemperatur, 24 grader Celsius, vilket givetvis kan skräddarsys beroende på applikation och plats, säger Peter Olsén.
Källa och foto: KTH
