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Salt-Hydrates with Added Particles via Experimental XCT as Phase Change Materials for Thermal Energy Storage

Projektbeschreibung

Grenzen bei Wärmespeicherlösungen überwinden

Lösungen im Bereich der erneuerbaren Energien erfuhren in den letzten Jahren einen deutlichen Zuwachs hinsichtlich Integration und Verbreitung, wodurch Initiativen in Richtung Umweltfreundlichkeit und Nachhaltigkeit erheblich beschleunigt und deren Ziele unterstützt wurden. Ungeachtet bedeutender technologischer Fortschritte bleibt jedoch die effiziente Wärmespeicherung eine zentrale Herausforderung für den Bereich der erneuerbaren Energien, denn sie steht den Bemühungen um eine stärkere Integration erneuerbarer Energien im Wege. Mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen wird das Team des Projekts SHAPE-X eine innovative In-situ- und In-operando-Lösung für die 4D-Röntgen-Computertomografie entwickeln, um Teilcheneffekte auf die Wärmeübertragung während des Phasenwechsels in Phasenwechselmaterialien sichtbar werden zu lassen. Das Projektteam wird multiphysikalische Modellierung, Materialcharakterisierung und XCT-Bildgebung integrieren, um das Design von SH-Phasenwechselmaterialien zu revolutionieren, zentrale Herausforderungen zu bewältigen und entscheidende Wärmespeicherungstechnologien voranzubringen.

Ziel

Thermal energy storage (TES) is central to decoupling energy production from use, a prerequisite for deep renewable integration. Latent heat storage with phase change materials (PCMs) offers high energy density and sustainability, but their low thermal conductivity severely limits performance. Conventional enhancement methods—such as fins or particle-filled composites—have not reached their theoretical potential. Micro-scale phenomena like particle clustering, segregation, and the absence of conductive pathways remain poorly understood, as current diagnostics provide only indirect insights.
SHAPE-X (Salt-Hydrate with Added Particles via Experimental XCT) tackles this challenge by pioneering in-situ, in-operando 4D x-ray computed tomography (XCT) to visualize particle effects on heat transfer during PCM phase change. This breakthrough will identify the fundamental causes of underperformance in SH-PCM composites and enable the rational design of optimized formulations with significantly improved conductivity (3–4 W/mK).
The project integrates material characterization, XCT imaging, and multi-physics modeling, shifting SH-PCM development from trial-and-error to predictive design. A secondment at SINTEF Energi will test SH-PCMs in a mesoscale prototype, validating real-world behavior. Through this approach, SHAPE-X will deliver stable, high-performance particle-enhanced SH-PCMs, advancing TES technologies vital for large-scale renewable integration. It will also equip the fellow with state-of-the-art experimental and modeling expertise, positioning him as a leading researcher in material and thermal engineering.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Koordinator

FACHHOCHSCHULE ZENTRALSCHWEIZ - HOCHSCHULE LUZERN
Netto-EU-Beitrag
€ 292 118,88
Adresse
WERFTESTRASSE 4
6002 Luzern
Schweiz
Region
Schweiz/Suisse/Svizzera Zentralschweiz Luzern
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten

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