Phase Change Materials (PCM) wordt in het Nederlands vertaald als faseovergangsmateriaal (FOM). Deze Nederlandse benaming geeft al een iets beter beeld van wat Phase Change Materials nu eigenlijk zijn. Eenvoudig gezegd komt het erop neer dat het materialen zijn waarvan de faseverandering wordt benut. Met de term faseverandering wordt gedoeld op de overgang van een materiaal van vloeibaar naar vast of andersom, van vast naar vloeibaar. De warmte die vrijkomt bij deze processen kan worden gebruikt of zelfs worden opgeslagen voor gebruik op een ander tijdstip.
Warmte opnemen en afstaan
Concreet ziet het proces waar Phase Change Materials bij worden gebruikt, er als volgt uit: allereerst nemen de ‘warmteaccumulerende’ materialen warmte op, waardoor ze smelten. Het materiaal absorbeert warmte uit de omgeving, waardoor deze afkoelt. Door de daling van de omgevingstemperatuur zal het materiaal weer stollen. Bij het stollingsproces geeft het materiaal weer warmte af, waardoor de omgeving ook weer warmer wordt. Dit proces van warmte opnemen en warmte afstaan kan heel direct plaatsvinden, maar ook meer indirect. De PCMs kunnen namelijk opgeslagen worden in geïsoleerde buffers. Op deze manier kan de gegenereerde warmte of kou worden vastgehouden voor gebruik op een geschikt moment. Dit is wat het ‘warmteaccumulerend vermogen’ van PCMs wordt genoemd.
Organisch, anorganisch of een mix
De Phase Change Materials kunnen onderverdeeld worden in enerzijds de organische PCMs en anderzijds de anorganische PCMs. Bij de organische soort gaat het om zogeheten paraffines (wassen). De anorganische groep wordt gevormd door zouten. Ook een combinatie van paraffines en zouten wordt in de praktijk wel gebruikt. De PCMs worden uiteindelijk toegepast in verschillende vormen. Zo komen ze voor als vloeistof of gel in een omhullende verpakking; deze versie kent u wellicht van de handwarmers die tegenwoordig als giveaway in allerlei vormen worden uitgedeeld. Ook bestaat er de uitvoering als zogeheten microcapsules. In dit geval zijn PCM-korrels ‘ingepakt’ in een laagje polymeer. Voordeel van deze capsules is dat ze vanwege hun minimale doorsnede garant staan voor een hoge warmteuitwisseling. Dit vertaalt zich in een snelle warmteopname en –afgifte. Doordat de korrels rondgepompt kunnen worden, kan de warmteuitwisseling nog beter benut worden. In welke vorm de PCMs gebruikt worden, hangt uiteraard samen met de context waarin ze worden aangewend.
Toepassing PCMs
Eerder noemden we al het gebruik van PCMs in relatiegeschenken, maar dit is uiteraard een bescheiden toepassing. Aanzienlijk interessanter is het gebruik van Phase Change Materials in de bouw. Hierbij wordt het faseovergangsmateriaal ingezet bij de passieve koeling van gebouwen. Daarnaast worden PCMs ook gebruikt bij onder meer koeltransport. Het installeren en onderhouden van een constructie op basis van PCMs is op dit moment nog vrij prijzig. Toch biedt de benutting van de bijzondere eigenschappen van Phase Change Materials interessante mogelijkheden.
