Faseveranderingsmaterialen

Faseveranderingsmaterialen (FVM), vaak PCM genoemd, slaan thermische energie op en geven die vrij wanneer zij van vaste naar vloeibare fase gaan en terug. De energie die tijdens het smelten of stollen wordt opgenomen of afgestaan, heet latente warmte. PCM leveren warmte bij een kenmerkende temperatuur tijdens de faseverandering.

Fasenveranderingsmaterialen vallen hoofdzakelijk in drie typen: organische PCM (bijv. paraffines en vetzuren), anorganische PCM (zouthydraten) en eutectische systemen. Organische PCM hebben vaak betere cyclische stabiliteit en minder corrosie, maar een lagere energiedichtheid dan sommige anorganische systemen. Anorganische PCM bieden wel grotere latentwarmte, maar kunnen lastiger te sturen zijn door superkoeling, scheiding van componenten en corrosie.

Belangrijke eigenschappen zijn het smeltpunt, de latent warmte (enthalpie van fusie), cyclische stabiliteit bij herhaalde smelt- en stollingscycli en thermische geleidbaarheid. Om lekkage en prestatieverliezen te voorkomen worden PCM vaak ingekapseld of ingebed in composieten met bindmiddelen, keramiek of koolstof, of geïntegreerd in bouwmaterialen.

Toepassingen bevinden zich vooral in de bouw voor passieve en actieve thermische opslag, in isolatiematerialen en bouwonderdelen, in textiel en kleding voor thermisch comfort, in elektronische apparatuur voor passieve koeling en in zonne-energiesystemen voor warmteopslag.

Uitdagingen zijn kosten, lange termijn stabiliteit, compatibiliteit met andere materialen en lekkage bij smelten bij niet-ingekapselde PCM, evenals veiligheids- en milieukwesties afhankelijk van het type PCM. Ontwikkelingen richten zich op betere warmtegeleidbaarheid, hogere opslagdichtheid en robuuste encapsulatie.