Thermal Energy Storage Materials: Thermophysical Characteristics for the Design of Thermal Batteries
Project goals
Thermal energy storage (TES) is an important factor in the utilization of intermittent renewable energy sources and reduction of energy consumption. Efficient design and optimization of thermal batteries based on phase-change materials (PCMs), thermal liquids, or thermochemical materials (TCMs), requires a detailed knowledge of the materials and processes involved. Three groups with a background in mechanical, chemical, and mathematical engineering formed a new team focusing on TES fundamentals. Comprehensive measurements of thermophysical properties will be carried out. Predictive methods for new prospective materials will be tested against in-house synthetized samples. Mathematical models for heat and mass transfer coupled to chemical reaction in porous TCMs will be developed. Nucleation of solid phase in supercooled PCM melts will be modeled. Convective transport inside/outside an encapsulated PCM will be studied experimentally. Mathematical models of TCM and PCM thermal batteries will be developed to assess the effect of material properties and processes for typical TES cases.
Keywords
thermal energy storagephase change materialsthermochemical materialsmathematical modellingthermophysical propertiesexperiment
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 21 (SGA0201700001)
Main participants
České vysoké učení technické v Praze / Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Ústav termomechaniky AV ČR, v. v. i.Contest type
VS - Public tender
Contract ID
17-08218S
Alternative language
Project name in Czech
Materiály pro skladování tepelné energie: termofyzikální charakterizace pro návrh akumulátorů tepla
Annotation in Czech
Skladování tepelné energie je důležitou součástí využívání obnovitelných zdrojů energie a snížení spotřeby energie. Návrh a optimalizace účinných akumulátorů tepla na bázi materiálů s fázovou přeměnou (PCM), termálních kapalin, nebo thermochemických materiálů (TCM) vyžaduje podrobnou znalost odpovídajících materiálů a procesů. Tři výzkumné skupiny se zkušenostmi ve strojním, chemickém a matematickém inženýrství vytvořily nový tým se zaměřením na jevy důležité pro skladování tepelné energie. V projektu budou testovány prediktivní metody pro nové perspektivní materiály, které budou následně syntetizovány a budou pro ně proměřeny termofyzikální vlastnosti. Budou též vyvinuty matematické modely pro přenos tepla a hmoty v kombinaci s chemickou reakcí v porézních TCM. Bude modelována nukleace z pevné fáze v podchlazených PCM. Experimentálně bude studován konvektivní transport uvnitř/vně zapouzdřeného PCM. Následně budou modelovány tepelné akumulátory na bázi TCM a PCM s cílem posoudit vliv materiálových vlastností a procesů pro typické případy skladování tepelné energie.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
On the basis of the information provided in the final report and its enclosed supplements, it can be stated that the declared project objectives have been met in accordance with the planned time schedule. The number of published articles and conference contributions exceeded the original plan and the financial drawdown is without any defects. PhD students were involved in the project.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2017
Realization period - end
Dec 31, 2019
Project status
U - Finished project
Latest support payment
May 6, 2019
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP20-GA0-GA-U/02:1
Data delivery date
Jul 23, 2020
Finance
Total approved costs
9,570 thou. CZK
Public financial support
8,320 thou. CZK
Other public sources
1,256 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
9 570 CZK thou.
Public support
8 320 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BJ - Thermodynamics
Solution period
01. 01. 2017 - 31. 12. 2019