Ph.d. Cup finalist vil bruge energi fra salt til at opvarme boliger

Jeg finder Mark Dannemand i bygning 119 på Danmarks Tekniske Universitet (DTU) i Lyngby, hvor Institut for Byggeri og Anlæg bor. En vinduesvæg adskiller kontorgangen fra et stort værksted, hvor Mark Dannemand i et hjørne har sit laboratorium.

Her udfører han forsøg med at lagre energi i salt. Jeg får en lille krukke med salt i hånden og får lov til at skrue låget af. Med det samme størkner saltet, og der breder sig en varme fra krukken og ud i håndfladerne.

Princippet med at lagre energi i salt har været kendt, siden de små håndvarmere med flydende salt kom frem for mere end 30 år siden. Dem, der afgiver varme, når man bøjer den lille metalplade indeni. Efter et øjeblik størkner de, og når man lægger dem i kogende vand, bliver de flydende igen og kan genbruges.

Mark Dannemand forsker i, hvordan processen med at smelte og størkne salt kan fungere i en skala, der er stor nok til at opvarme et hus. Hvordan håndterer man salt i så store mængder, hvordan designer man en tank, det kan være i, og hvordan kan energien forblive stabil både under opvarmning og afkøling? Det skrev han ph.d.-afhandling om, og det fortalte han om i Ph.d. Cup 2017, hvor han blev udvalgt som en af de fem finalister, der dystede om at formidle deres forskning på en treminutters video.

Udfordringerne
DTU arbejder sammen med et tysk firma, som er nået ret langt med at få saltlagringen til at lykkes i storskala, og Mark Dannemand arbejder med nogle af de udfordringer, der skal løses, inden saltet kan bruges til opvarmning.

“Lige nu arbejder jeg med at finde en smart metode, der sikkert og billigt kan starte størkningen automatisk. Vi har ikke en 100 procent sikker metode endnu, så det sker, at saltet størkner af sig selv, inden varmen skal bruges”, siger Mark Dannemand.

Natriumacetat trihydrat, som er den type salt, der bruges i processen, smelter ved 58 grader, og under overgangen fra fast til flydende form optager det masser af energi. Når det har været smeltet, skal det opvarmes videre op til 80 grader for at undgå, at det størkner igen, når det køler ned. Efterfølgende kan det køles ned til under smeltepunktet uden at størkne og kan stå i flydende tilstand i ubegrænset tid og gemme på den energi, som blev oplagret ved smeltningen.

Når man skal bruge varmen, får man saltet til at størkne ved at tilsætte et størknet saltkrystal til det flydende salt. Det ene saltkrystal får alle de smeltede krystaller i omdrejninger, og lidt efter lidt spreder størkningen sig. I takt med at saltet størkner, og energien bliver frigivet, opvarmes saltet igen. Og sådan kan det blive ved.

En anden udfordring er opbevaringen af saltet. At designe en tank, som saltet kan være i, så energien kan forblive stabil under både opvarmning og afkøling.

“Saltet skal helst kunne oplades i løbet af en dag med otte timers solskin, og vi skal kunne suge energien ud igen, så man fx kan få varmt vand på et øjeblik”, siger Mark Dannemand.

Ikke en, men flere salttanke
Der går cirka fem kubikmeter salt til opvarmning af et parcelhus, og spørgsmålet er, hvordan man opbevarer så store mængder. Mark Dannemand mener, det skal opbevares i flere mindre tanke lavet af genanvendeligt plastik.

“Det fungerer bedst med flere mindre tanke, fx 20 tanke med 250 liter i hver, så man kan bruge en tank ad gangen. De skal helst stå indenfor i et rum med en konstant temperatur, så jeg forestiller mig, at man indretter et teknikrum i huset eller bruger kælderen”, siger han.

Materialet, som tankene er lavet af, skal helst være blødt og kunne bevæge sig, og derfor peger han på plastik som et velegnet materiale.

“Det opfylder kriterierne og er også billigt og stabilt”.

Saltvarme om et par år
Mark Dannemand mener, det er realistisk, at vi kan opvarme huse med saltvarme om et par år. Det vil primært være huse, som ikke er en del af et energinet, såsom fjernvarme.

“Men huse, der opvarmes med naturgas, elvarme eller oliefyr, kan udnytte varmen fra saltmetoden”, siger Mark Dannemand, som synes, det vigtigste er, at det er grøn energi.

“Jeg har en drøm og et stort ønske om at være med til at gøre noget afgørende for at gøre verden grønnere”, siger Mark Dannemand, som også arbejder sammen med et firma, som udvikler solpaneler, der både kan lave strøm og varme.

“Det er meget motiverende for mig at arbejde med at finde miljøvenlige måder at opvarme vores huse på. Jeg føler mig heldig hver dag”, siger Mark Dannemand.