PCM Speichermaterialien kommen zur Zeit in Nischen zur Anwendung - Entwicklungprojekt soll breiten Durchbruch bringen. Für einige Nischen-Anwendungsbereiche gibt es schon so genannte Latentwärmespeicher. Mit einem gegenwärtig laufenden Entwicklungsprojekt soll ihnen jetzt vor allem im Bereich der Gebäudetechnik zum breiten Durchbruch verholfen werden.
Bei Latentwärmespeichern wird die Wärme nicht durch eine Erhöhung der Temperatur des Speichermediums (wie etwa bei einem Warmwasserspeicher) gespeichert, sondern durch Ausnutzen des Phasenüberganges zwischen Flüssigkeit und Feststoff (beispielsweise Wasser/Eis). An dem Phasenübergang bei 0°C kann dem Eis Wärme zugeführt werden, ohne dass sich dessen Temperatur erhöht (latente Wärme). Die hineingesteckte Energie wird stattdessen dazu verwendet, den Feststoff zu schmelzen. Erst wenn das Eis geschmolzen ist, steigt bei weiterer Wärmezufuhr die Temperatur des Wassers wieder an. Der Effekt ist reversibel, er funktioniert auch in umgekehrter Richtung. Er tritt an den Phasenübergängen Feststoff-Flüssigkeit und Flüssigkeit-Dampf auf.
Diese Latentwärmespeicher machen es möglich, in einem Bereich kleiner Temperaturänderung verhältnismäßig große Wärmemengen zu speichern. Damit lassen sich laut ZAE Bayern hohe Speicherdichten erreichen. Weil außerdem der Phasenübergang bei konstanter Temperatur über einen längeren Zeitraum vonstatten geht, besteht die Möglichkeit, durch Ein- und Ausspeichern Temperaturschwankungen zu glätten und Temperaturspitzen zu verhindern.
Bisher kommen diese Speichermaterialien (Phase Change Materials, PCM) oft dort zum Einsatz, wo man aktive Kühl-Komponenten einsparen muss oder wo Platzmangel herrscht: in Transportbehältern für Kühlgut, in der mobilen Abwärmenutzung oder bei Funktionskleidung. Künftig soll diese Technik aber auch in größerem Umfang für die Klimatisierung von Gebäuden eingesetzt werden. Der Forschungsverbund ZAE Bayern untersucht deswegen in insgesamt sechs Teilprojekten verschiedene PCM-Materialien auf ihre Eignung als Speichermedium und ihre Weiterverarbeitungs-Möglichkeiten.
Je nach Anwendungsfall muss ein Material mit geeigneter Temperatur des Phasenwechsels ausgewählt werden. Für die Kältespeicherung verwendet man Wasser und wässrige Salzlösungen. Für die Wärmespeicherung kann man Paraffine, Salzhydrate und eutektische Mischungen von Salzhydraten einsetzen. Noch in der Entwicklung ist die Verwendung von Gashydraten und Salzen für die Wärmespeicherung.
Bei den einzelnen Teilprojekten des ZAE Bayern geht es neben der grundsätzlichen Forschung an PCM-Materialien um deren Weiterentwicklung zu Wärmespeichern für die Hausheizungstechnik, zu Putzen und Verbundsystemen mit hoher Speicherkapazität und zu Bestandteilen von Gipsprodukten. Außerdem soll in dem Forschungsvorhaben der Einsatz von PCM zur Temperaturpufferung in Solar-Luft-Systemen untersucht werden. Das Speicher-Material soll sich dabei soweit wie möglich wie andere Konstruktionswerkstoffe verhalten, es muss formbeständig und mechanisch belastbar sein.