Ein mobiler Energiespeicher für die Hosentasche oder: Wie funktioniert ein Taschenwärmer?

Kategorie: Stories

Wer wie ich ständig kalte Hände hat, für den sind Taschenwärmer ein Segen. Im Grunde sind diese Mini-Heizkissen mobile Energiespeicher. Und ein gutes Beispiel dafür, wie Chemie den Alltag angenehmer macht. Wie funktionieren Taschenwärmer (mit Video)?

Dr. Friedemann Call vom DLR erklärt im Chemie-Azubi-Blog, wie ein Taschenwärmer funktioniert (Foto: Call).

Dr. Friedemann Call vom DLR erklärt im Chemie-Azubi-Blog, wie ein Taschenwärmer funktioniert (Foto: Call).

Im Chemie-Azubi-Taschenwärmer sieht man die Kristallisation des Natriumacetat-Trihydrats gut. Es "wandert" vom Metallplättchen weiter, bis alles im festen Zustand ist (Foto: Lenze).

Im Chemie-Azubi-Taschenwärmer sieht man die Kristallisation des Natriumacetat-Trihydrats gut. Es "wandert" vom Metallplättchen weiter, bis alles im festen Zustand ist (Foto: Lenze).

„Ein Taschenwärmer ist, physikalisch, ein Latentwärmespeicher.“ Das erklärt mir Dr. Friedemann Call vom Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrum (DLR), wo man an der Speicherfähigkeit von Salzen forscht. „Ein Latentwärmespeicher kann thermische Energie verborgen (deswegen heißt es latent) speichern. Außerdem speichert er die Energie verlustarm und über lange Zeit. Und was super ist: es sind eigentlich unendlich viele Wiederholzyklen möglich. Deswegen kann man einen Taschenwärmer wieder benutzen.“

Genau die richtigen Eigenschaften also für ein Wärmekissen. Jetzt kommt es nur noch darauf an, dass der Wärmespeicher seine Wärmeenergie zum richtigen Zeitpunkt abgibt. Und damit sind wir bei der Frage, wie ein Taschenwärmer funktioniert.

Was ist in einem Taschenwärmer drin?

Dazu müssen wir uns erstmal anschauen, was in einem Taschenwärmer drin ist. „Das flüssige Gel in dem Kissen ist Natriumacetat-Trihydrat, also das Natriumsalz der Essigsäure (Natriumacetat) plus Wasser“, sagt Friedemann. Dieses Natriumacetat-Trihydrat hat eine besondere Eigenschaft: Es bleibt in einem Zustand flüssig, der für die Verbindung eigentlich energetischer Unsinn ist. Warum? Weil es für sie „sinnvoller“, konkreter: energetisch günstiger, ist, wenn sie fest wäre. „Man nennt das eine unterkühlte Schmelze“, erklärt Friedemann weiter. Das heißt, dass sie kälter ist, als sie eigentlich sein dürfte. Diese Schmelze „wartet“ sozusagen nur darauf, dass sie in einen festen Zustand wechseln, also kristallisieren kann.

Das Gel bleibt aber so lange in diesem metastabilen Zustand, bis es einen Auslöser gibt. Für uns ist das praktisch, weil wir den Auslöser betätigen können: Dazu muss nur ein Metallplättchen im Inneren des Kissens geknickt werden. Das Knicken liefert die Aktivierungsenergie, die die Schmelze braucht, um kristallisieren zu können.

Warum braucht man das Metallplättchen?

Dieses Metallplättchen hat die Aufgabe, der Kristallisationskeim für die Schmelze zu sein. An diesem Kristallisationskeim breitet sich die Kristallisation der Salzschmelze aus. Und dabei gibt sie die latent gespeicherte Wärme ab. Man kann dieser Reaktion auch gut zugucken. Wir haben das bei dem Chemie-Azubi-Taschenwärmer gemacht. Die Fotos finden Sie oben im Foto-Slider.

Den Taschenwärmer kann man immer wieder „aufladen“

Irgendwann hat der Taschenwärmer seine Wärme abgegeben. Dann kann man ihn wieder mit Wärmenergie aufladen. Dabei schmilzt man die Salzverbindung wieder. Dafür muss man das Kissen auf eine Temperatur von über 58 Grad Celsius bringen, weil das die Temperatur ist, bei der die Salzverbindung schmilzt. Am besten packt man den Taschenwärmer in einen Topf mit kochendem Wasser. Damit versorgt man den Taschenwärmer wieder mit Energie.

Dieses Video von TheSimpleChems erklärt das Prinzip sehr gut

 

 

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