Av Chris Rowe
Uppdaterad 24 mars 2022
Övergången mellan ett materials fasta, flytande och gasformiga faser involverar stora mängder energi. Detta energibehov är känt som latent värmeöverföring. Forskare inom det alternativa energiområdet undersöker sätt att utnyttja latent värme för energilagring, till exempel att använda smält salt i koncentrerade solenergisystem, vilket undersöktes i en nyligen genomförd studie från Department of Energy (DOE).
Känslig värmeöverföring uppstår när två ämnen vid olika temperaturer kommer i kontakt, och värme strömmar från det varmare till det kallare ämnet. Till exempel, efter solnedgången överför marken, som förblir varmare, värme till den kallare luften, vilket gör att marken svalnar och luften värms upp.
När ett ämne är på väg att ändra sin fas – fast till flytande, flytande till gas eller vice versa – kan värme absorberas eller frigöras utan någon förändring i temperaturen. Detta fenomen, där värme överförs utan en temperaturförskjutning, kallas latent värmeöverföring.
Mängden värme som krävs för att omvandla en vätska till en gas är den latenta förångningsvärmen medan värmen som behövs för att smälta en fast substans till en vätska är den latenta smältvärmen . Dessa värden är vanligtvis mycket större än den energi som behövs för att höja ett gram av samma ämne med en grad Celsius, vilket kallas dess specifika värme . Till exempel är vattnets specifika värme 1calg⁻¹°C⁻¹, medan dess latenta smältvärme är 79,7calg⁻¹.
Ingen energi går förlorad under latent värmeöverföring. Smältande is absorberar latent värme, medan fryst vatten frigör den. På samma sätt absorberar förångning energi och kondens frigör den.
Eftersom många förnybara källor, som sol och vind, producerar ström intermittent, är effektiv lagring kritisk. System för lagring av latent värmevärmeenergi (LHTES) kan absorbera stora mängder energi när material smälter och senare frigör den när de stelnar, vilket erbjuder en lovande lågkostnadslösning för att balansera utbud och efterfrågan. Fortsatt forskning är avgörande för att identifiera material med optimala egenskaper för användning i allt från elfordon till industriella processer.
