Konsta Turunen, Ari Seppälä och Kari Saari jobbar i labbet med HeatStock. Turunen håller i en kompositblandning.

Sockeralkohol kan vara lösningen till att finländare kan börja använda sig av sommarvärme även på vintern. Ett forskarteam utvecklar ett material som kan lagra värmeenergi i långa tider.

HeatStock är en av sju finalister i innovationstävlingen Helsinki Challenge som tacklar FN:s mål för hållbar utveckling.

Till exempel kunde man med hjälp av solfångare i framtiden förvara sommarens värme och sedan använda den värmen på vintern. Hur kan man bevara denna värme och återanvända den? HeatStocks idé om ett material som håller värme är baserat på Ari Seppäläs tioåriga forskning vid Aalto-universitetet. Målet är att hitta ett material som kan bevara värmen och på så sätt också minska klimatuppvärmningen.

 

Seppälä sätter sig ner vid ett bord och exemplifierar.

– Om jag nu till exempel skulle föra hit ett varmt föremål och lägga det på bordet så skulle det inte ta länge förrän föremålet har tappat sin energi. Vi har utvecklat en lösning som gör att det varma föremålet skulle hållas varmt i oändlighet, säger Ari Seppälä, teamledare för HeatStock från Aalto-universitetet.

När Seppälä började sin forskning för tio år sen började han utveckla ett material gjort av salthydrater.

– Men för fem år sedan blev det en vändning då jag kom på att vi behöver en kemist för att utveckla detta material.

Det var då Salla Puupponen kom med i forskargruppen och utvecklade två nya modeller. Den ena modellen är den som är med i Helsinki Challenge.

Huvudkomponenterna i materialet är sockeralkohol, erytritol och en polymer.

– Varför det är så baserar sig på materialets smältvärme och dess underkylning.

Underkylning känner man bäst igen då det regnar underkylt vatten från himlen på en bilruta och det sen fryser till is.

 

 

Ari Seppälä med en e-kolv fyld med xylitol.
Det ser inte ut att vara mycket i e-kolven, men lösningen som Ari Seppälä håller i kan var lösningen på hur man sparar energi i framtiden.

 

Exempel på underkylning.

Det går att prova underkylning hemma. Om man har en flaska rent vatten och kyler det i frysen så behöver det inte frysa vid noll grader Celcius.

Sätt den rumstempererade flaskan i frysen. Ta ut flaskan förrän vattnet frusit till is. Om du sen skakar flaskan rubbas vattnet, det kristalliseras och blir till is.

– Vår process går ut på att försöka förhindra kristalliseringsprocessen när materialet avkyls. Om det lyckas så kan vi på kommando kristallisera och släppa ut värme då vi vill.

Eftersom sockeralkohol har en ganska stor smältvärme kan man med hjälp av en relativt liten substansmängd förvara värmen.

 

HeatStock vill alltså kyla ner värme och släppa ut den i ett senare skede.

– Materialet vi använder oss av i HeatStock har den spännande egenskapen att det sker ingen kristallisation om det kyls ner. En kristallisation sker först när den värms upp.

Om man smälter materialet och sedan kyler det rubbas inte kristallisationen. Men Seppälä har upptäckt att om man sen också tillsätter lite värme dit, kan man släppa ut kristallisationsvärmen. HeatStock har lyckats med detta.

– Vi har lyckats göra det med ett material som är stort som en fingerspets. Vi rör oss inom ett vetenskapsområde som blandar både fysik och kemi och det är inte tillräckligt utforskat.

Målet är att HeatStock får det att lyckas med större prover i framtiden. Men det är också möjligt att materialets konstitution förändras lite. Kontrollen av underkylningen är en av utmaningarna.

 

Varför är det viktigt att bygga ett material som kan förvara värme länge?

– Det skulle vara fördelaktigt. Till exempel på sommaren så kunde man genom solfångare samla in solenergi och sen släppa ut den värmen på vintern. I olika industriprocesser släpps en del värme ut och den värmen kunde man återanvända i ett senare skede. Några mentorer vi pratat med under Helsinki Challenge har nämnt att ett sådant här material kunde komma till hands i katastrofområden som inte har elektricitet.

En framgång i projektet kan främja bruket av förnybara energiformer, öka industriprocessers energieffektivitet, bromsa klimatförändringen och i det långa loppet skona naturresurser.

 

Om skribenten
Publicerad
november 16, 2017

Kommentera