Forskere ved Kungliga Tekniska Högskolan (KTH) har produsert et gjennomsiktig, termisk batteri bestående av tre naturlige komponenter, som kan lagre varme og kulde. Foreløpig kan hundre kilo av materialet spare rundt 2,5 kWh per dag i oppvarming eller kjøling dersom det skulle brukes i husbygging, gitt at omgivelsestemperaturen er rundt 24 grader Celsius.
– Treverket gir styrke, den sitronbaserte polymeren muliggjør transparens, og den kokosbaserte komponenten lagrer varmeenergi, sier Céline Montanari, forsker ved Institutt for biokompositter ved KTH.
Det nye batteriet utviklet av forskerne har ført til en ny vitenskapelig publikasjon i tidsskriftet Small. Forskerne har laget materialet batteriet er laget av ved å fjerne ligninet fra treverket, som gjør at trematerialet minner om papir. I den tilstanden legger de til en byggestein fra sitron (limonen) sammen med et molekyl fra kokosnøtter (laurylalkohol).
– Når varme tilføres, forvandles sitronbyggesteinen til et tverrbundet biobasert plastmateriale rundt og inne i den porøse trestrukturen, som elegant fanger opp kokosnøttbyggesteinene i materialet, sier Peter Olsén, forsker ved avdelingen for Biokompositter ved KTH.
Da smelter kokosnøttmolekylet
Det kokosbaserte molekylet i det gjennomsiktige trematerialet kan gå over fra fast til flytende ved å smelte, absorbere energi eller flytende til fast ved å krystallisere (frigjøre energi). Som når vann smelter og fryser ved 0 grader celsius.
Kokosnøttmolekylet absorberer varme ved litt mer behagelige 24 grader Celsius. Over 24 grader smelter molekylet og absorberer varme som lagres for senere bruk. Når temperaturen synker under 24 grader Celsius, begynner molekylet å krystallisere og frigjør den tidligere lagrede varmen til miljøet.
– Mer spesifikt er energimengden i denne overgangen for materialene våre 87 J/g. Har vi 100 kilo av dette materialet hjemme, sparer vi cirka 2,5 kWh per dag i oppvarming eller kjøling dersom temperaturen varierer i dette området, sier Céline Montanari.
Drivhus et bruksområde
Forskerne har gjort seg noen tanker om mulige bruksområder. Den ene er som fremtidig byggemateriale både for åpenhet og energisparing.
– Hvorfor ikke som fremtidig materiale i drivhus? Når solen skinner blir den gjennomsiktig og slipper inn mer energi, mens den om natten blir overskyet og frigjør varmen som er lagret i løpet av dagen. Dette kan bidra til å redusere energiforbruket til oppvarming og samtidig gi en forbedret vekst, sier Peter Olsén.
Sollys er en god energikilde hvis varme batteriet kan lagre. Finnes det andre energikilder?
– Enhver varmekilde kan lade batteriet. Nøkkelen er at temperaturen svinger rundt dens overgangstemperatur, 24 grader Celsius, som selvfølgelig kan skreddersys avhengig av bruksområde og plassering, sier Peter Olsén.
Kilde og foto: Kungliga Tekniska Högskolan (KTH), Sverige
