Värmepumpsdemonstrator med grafenbelagd keramisk matris för ökad effekttäthet

Syfte och mål

Projektet skulle utveckla kostnadseffektiv grafensuspension för integrering av grafen i matrisstruktur, vilken håller en energibärare i den termokemiska värmepumpsteknologin. Detta för att ge ökad effekt- och energidensitet. Därefter skulle salt dispergeras i matrisen samt demonstrator byggas för verifiering och kundvalidering. Under projektet byttes tidigare använd keramisk matris ut i pågående kundprojekt. Den ersattes i projektet därför med en AlOX-fibermatris. Vidare utvecklades helt ny vätskebaserad matris. Ökad effekt- och energidensitet blev målet för dessa nya matrisstandarder.

Resultat och förväntade effekter

- En kostnadseffektiv grafensuspension utvecklades. - En AlOx-matris samt en vätskematris valdes för vidare integreringsförsök. - Filterpapper/neoceram användes för beläggningsoptimering. - Ökad konduktivitet erhölls för belagd AlOx-matris. - Ökad konduktivitet erhölls i vätskematris. Tempdifferensen genom värmeväxlaren minskade med 50% och förbättrad laddningseffekt på 67% erhölls. Vätskematris är det mest kundnära och den visade sig även lätt att homogent skala upp samt saltintegrera. Vätskematrisen verifierades i mindre demonstrator och ska valideras i kundprojekt under Q2 2017.

Upplägg och genomförande

- En kostnadseffektiv grafensuspension utvecklades och tillverkades där grafit blandas med vätska. Grafit mixerskjuvades ner i tunna skikt. Analys: vidare optimering avseende storleksfördelning mha filtrering. - Beläggning av AlOx gav ökad konduktivitet. Analys: saltintegrering och härdningsoptimering krävs för detta substrat. - Grafenintegrering i vätskematris gav ökad termisk konduktivitet. Uppskalning map homogenitet/saltintegrering lyckades. Verifieringsdemonstrator byggd för kundprojekt. Analys: optimering av tillverkning samt kundvalidering.