Forskare på KTH har tillverkat ett genomskinligt termiskt batteri av trä, citron och kokos. Det nya batteriet kan lagra både värme och kyla och har därför potential som energibesparande byggmaterial.
Utvecklingen av hållbara energibesparande byggmaterial är viktig för att minska energiförbrukningen för uppvärmning. På KTH har forskare tillverkat ett genomskinligt termiskt batteri som består av tre naturliga beståndsdelar: trä, citron och kokos – och som kan lagra både värme och kyla. Hundra kilo batteri sparar cirka 2,5 kWh per dag i uppvärmning eller kyla om det skulle användas vid husbyggande.
– Träet ger styrka, den citronbaserade polymeren möjliggör transparens, och den kokosnötsbaserade komponenten lagrar värmeenergi, säger Céline Montanari, forskare vid institutionen för Fiber- och polymerteknologi vid KTH.
Smart kombination av egenskaper
Det är en utmaning att utforma helt miljövänliga material för värmelagring. Förnybara resurser är vanligtvis otillräckliga och energilagrings- och mekaniska egenskaperna är dåliga. Men batteriet från KTH kombinerar goda egenskaper för värmelagring, justerbar optisk transmittans och mekanisk prestanda. Tekniken kan exempelvis användas för att ta tillvara värme från dagen och att värma byggnader under natten.
Den vetenskapliga tidskriften Small skriver om nya batteriet att: ”den bio-baserade transparenta träkompositen har stor potential som en skalbar och hållbar lösning för transparent värmelagring”.
Materialet som batteriet består av har skapats genom att ta bort ligninet från träet vilket får trämaterialet att likna papper. I det tillståndet lägger de sedan till en byggsten från citron tillsammans med en molekyl från kokosnötter. Kokosnötsmolekylen smälter och absorberar värme vid 24 grader så att värmen lagras för senare användning. När temperaturen sjunker under 24 grader börjar molekylen kristalliseras och avger den tidigare lagrade värmen till omgivningen.
Byggmaterial i fönster och växthus
Forskarna har funderat över tänkbara användningsområden. Ett område skulle möjligtvis kunna vara som framtida byggmaterial både för både transparens och energibesparing. Transparenta träkompositer med kontrollerad nanostruktur erbjuder många möjligheter att utnyttja optisk transmittans inom nya tekniska tillämpningar, till exempel smarta fönster och växthus.
– Tänk till exempel en transparent väggpanel i en byggnad. På dagen, när temperaturen är över 24 grader, är den genomskinlig. Detta möjliggör att mer solljus släpps in i byggnaden, medan på kvällen när temperaturen sjunker under 24 grader blir den mindre genomskinlig, som frostat glas. På detta sätt minskas insynen i byggnaden, och samtidigt som detta sker avger panelen energi och hjälper till att värma sin omgivning. När sedan panelen utsätts för temperaturer över 24 grader så blir den genomskinlig igen, ljus kommer åter in i byggnaden, och när detta sker så kyler den sin omgivning, förklarar forskaren Peter Olsén.
Foto: David Callahan/KTH
