Fasechangematerialen

Fasechangematerialen, ook wel PCM genoemd, zijn materialen die bij een specifieke temperatuur een faseverandering ondergaan en daarbij relatief veel latente warmte opslaan of vrijgeven. Hierdoor kunnen ze warmte opnemen tijdens een smeltproces en weer afgeven bij afkoeling, wat maakt dat ze warmte kunnen transporteren en opslaan zonder grote temperatuurfluctuaties.

Werkingsprincipe en kenmerken: bij de faseverandering vindt warmte-invoer of -vrijgave plaats zonder of met slechts kleine temperatuurveranderingen. Belangrijke eigenschappen zijn de latent genoemd warmte (per kilogram), de smelt- of overgangstemperatuur en de stabiliteit bij herhaalde thermische cycli. PCM zijn effectief in toepassingen waar een doeltemperatuur gewenst is, maar kunnen last hebben van problemen zoals superkoeling of scheiding van componenten als ze niet goed zijn geconfigureerd.

Typen en aanpak: PCM worden onderverdeeld in organische (bijv. paraffines en vetzuren) en anorganische (zoutenhydraten zoals Na2SO4·10H2O, CaCl2·6H2O). Eutectische mengsels en composites met ondersteunende materialen verbeteren vaak de cyclische stabiliteit en warmtegeleiding. Veel gebruikte technieken omvatten micro-encapsulatie of macro-encapsulatie en het incorporeren in porieuze materialen of bindmiddelen.

Toepassingen: PCM worden toegepast in thermische opslag (TES) voor gebouwen, zonne-energie-systemen, HVAC-installaties, elektronische koel- en warmtebehoeften, en in textiel of koudeopslagtoepassingen. Ze leveren passieve of hybride oplossingen die helpen energiekosten te verlagen en het gebruik van hernieuwbare bronnen te vergroten.

Uitdagingen en ontwikkelingen: kosten, lange-termijn stabiliteit, lekkage bij kapseling, corrosie en milieuvriendelijke verwerking zijn aandachtspunten. Recent onderzoek richt zich op betere cyclische prestaties, hogere warmteverliezen-beheersing en veilige integratie in systemen.