Meine Arbeit besteht aus der PCM (Latentwärmespeicher) Systematik, Klassifizierung und Entwicklung der neuen Materialen für verschiedene Anwendungen in der Praxis. PCMs werden allgemein in anorganische PCM und organische PCM unterteilt.

Beide Materialien, sowohl die organischen, als auch die anorganischen, können  verwendet werden, um den Energieverbrauch durch bessere, leichtere und effizientere Nutzung der Energie zu reduzieren. Die Hochtemperatur Latentwärmespeicher werden in Solarkraftwerken als Energiespeicher verwendet, der die überschüssige Energie sammelt und diese Energie freigibt in der Zeit ohne Sonnenschein.
Die Niedertemperatur PCMs werden z.B. in den Klimaanlagen oder zur Temperaturregelung in Gebäuden verwendet. Jedes PCM hat seine eigenen Vorteile und Nachteile. Die organische Latentwärmespeicher wie z.B. Paraffine sind nicht korrosiv, haben meistens nur eine kleine oder keine Unterkühlung, sind nicht giftig, leicht verfügbar und haben meistens den größen Latentwärmewert. Der größte Nachteil des Paraffins ist seine niedrige Wärmeleitfähigkeit. Bei den anorganischen PCMs wie z.B. Salzhydrate ist es umgekehrt. Seine Wärmeleitfähigkeit ist ganz gut, aber meistens sind sie korrosiv und haben häufig Probleme mit der Unterkühlung.

Die Hauptrichtung meines Praktikums ist die Klassifizierung der organischen PCMs. Die thermischen Eigenschaften, wie der Schmelzpunkt und die Latentwärme von verschiedenen organischen Stoffen werden gemessen und durch diese Analyse werden die Abhängigkeiten der thermischen Eigenschaften von der Kristallstruktur abgeleitet. Anhand dieser Abhängigkeiten können die thermischen Eigenschaften der anderen Stoffe abgeschätzt werden. Jede Analyse wird auf dem 3-Schicht Kalorimeter durchgeführt und jede Messung dauert etwa 24 Std. mit 12 Std Abkühlphase und 12 Std. Aufwärmphase. Alle Ergebnisse werden dann durch die spezielle Software ausgewertet und in Diagramme verarbeitet. Die Stoffe, die gemessen werden, sind Alkane, Alkohole, Carbonsäure, Ester, Ether, Amine, Amide und auch Polyalkohole, die einem Übergang von einem festen Zustand in anderen festen Zustand unterliegen. Alle diese Stoffe haben verschiedene Eigenschaften wie die Größe der Latentwärmekapazität, thermische Stabilität und Schmelzen bei verschiedenem Temperaturbereichen.

Auf diesem Bild kann man die Teilenthalpien für Octadekan, der bei 27 °C schmelzt, sehen. Ganz guter Enthalpiewert und geeigneter Schmelztemperaturbereich sind gute Annahmen für die praktische Anwendung des Octadecan.

Die andere Richtung meiner Arbeit betrifft die anorganischen Stoffe, besonders die Kristallisation der Salzhydrates, die mit der Unterkühlung konfrontiert sind. Die Unterkühlung ist die Erscheinung, wenn das Salz unter seinem Erstarrungspunkt kristlalisiert. Diese Unterkühlung kann man mit verschiedenen Additiven verhindern. Ich konzentriere mich auf das Glaubersalz, bei dem die Unterkühlung fast 15°C beträgt und probiere verschiedene Zusammensetzungen der Zusatzstoffe um die Unterkühlung so weit wie möglich zu verhindern. Verschiedene Additive werden schon ausprobiert, zum Beispiel Magnesiumsulfate Heptahydrate, Calciumhydroxid, Natriumhydroxid, Aluminiumsulfate, Natrium Dihydrogenphosphat, Kaliumcarbonate, Kaliumsulfate, Borax, Aerosil, Texosil, Natrium Acetate Trihydrate, Staub usw. Die beste Ergebnisse werden mit dem Zusatz der Magnesium Sulfate, Calcium Hydroxide und Borax erreicht und jetzt werden die Mengen dieser Additive optimiert.