Wärme
Natronlaugen-Heizungen: Eine innovative und nachhaltige Wärmelösung
In einer Zeit, in der Nachhaltigkeit und Energieeffizienz immer wichtiger werden, suchen viele nach innovativen Lösungen zur Wärmeerzeugung. Eine vielversprechende Technologie in diesem Bereich ist die Natronlaugen-Heizung. Diese Heizsysteme nutzen die chemischen Eigenschaften von Natronlauge (Natriumhydroxid, NaOH), um Wärme zu erzeugen und zu speichern. Benjamin Fumey und Robert Weber sind zwei führende Forscher, die an der Entwicklung und Optimierung dieser Technologie beteiligt sind. Sie arbeiten an der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in Dübendorf, Schweiz. In diesem Artikel werden die Funktionsweise, Vorteile und Herausforderungen von Natronlaugen-Heizungen näher beleuchtet.
Funktionsweise der Natronlaugen-Heizung
Natronlaugen-Heizungen basieren auf der exothermen Reaktion, die entsteht, wenn Natronlauge mit Wasserdampf reagiert. Diese Reaktion setzt Wärme frei, die dann zur Beheizung von Gebäuden genutzt werden kann. Der Prozess lässt sich in mehrere Schritte unterteilen:
- Rohrwärmetauscher: Konzentrierte Natronlauge fließt über die Lamellen eines Rohrwärmetauschers. Gleichzeitig wird Wasser durch Unterdruck bereits bei einer Temperatur von etwa 10°C zum Verdampfen gebracht.
- Absorption und Reaktion: Der aufsteigende Wasserdampf wird von der herabfließenden Natronlauge absorbiert. Die Reaktion der Natronlauge mit dem Wasserdampf setzt Wärme frei, die das Heizungswasser auf etwa 40°C aufheizt.
- Nutzung der Wärme: Das aufgeheizte Heizungswasser kann für Niedrigenergieheizungen wie Fußboden- oder Wandheizungen genutzt werden.
- Wiederverwendung: Nach der Reaktion kann durch den Unterdruck aus der verdünnten Natronlauge das Wasser bereits bei ca. 10°C zurückgewonnen werden und es entsteht wieder eine konzentrierte Natronlauge.
Vorteile der Natronlaugen-Heizung
- Energieeffizienz: Die exotherme Reaktion von Natronlauge mit Wasserdampf ist sehr energieeffizient. Die freigesetzte Wärme kann direkt zur Beheizung genutzt werden, was den Energieverbrauch reduziert.
- Nachhaltigkeit: Natronlaugen-Heizungen können mit erneuerbaren Energiequellen betrieben werden
- Speicherfähigkeit: Die Natronlauge kann über längere Zeiträume gespeichert werden, was eine flexible Nutzung ermöglicht. Dies ist besonders vorteilhaft für die saisonale Energiespeicherung, bei der überschüssige Energie im Sommer gespeichert und im Winter genutzt werden kann.
- Umweltfreundlichkeit: Da Natronlauge eine umweltfreundliche Chemikalie ist und die Reaktion keine schädlichen Emissionen verursacht, sind Natronlaugen-Heizungen eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Heizsystemen.
Herausforderungen und Zukunftsperspektiven
Trotz der vielen Vorteile gibt es noch einige Herausforderungen, die überwunden werden müssen. Die Effizienz der Wiederaufkonzentration der Natronlauge muss weiter verbessert werden, um den Prozess wirtschaftlich attraktiv zu machen. Forschung und Entwicklung in den Bereichen Elektrolyse und Materialwissenschaften sind entscheidend, um diese Prozesse zu optimieren. Benjamin Fumey und Robert Weber leisten wichtige Beiträge zur Weiterentwicklung dieser Technologie und arbeiten daran, die Effizienz und Wirtschaftlichkeit von Natronlaugen-Heizungen zu verbessern.
(Herausgabe: 01/2025)
