Viel fossile Energie liesse sich einsparen, wenn man die Sonnenwärme aus dem Sommer bis ins Winterhalbjahr speichern und dann wieder abrufen könnte. Dass dieses gelingen kann, hat die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in Dübendorf (Schweiz) nach vierjähriger Forschung herausgefunden. Seit Herbst 2016 läuft an der Empa eine Anlage im Labormassstab, die zuverlässig Wärme über einen längeren Zeitraum speichern kann.

Die Anlage beruht auf dem Prinzip, dass Wasser zu festem Natriumhydroxid (NaOH) dazu gegeben wird. Die Mischung (Natronlauge) setzt sofort Wärme frei. Auch der umgekehrte Weg ist möglich: Führt man verdünnter Natronlauge Energie in Form von Wärme zu, dann verdampft das Wasser, die Natronlauge wird konzentriert und speichert auf diese Weise die ihr zugeführte Wärme. Konzentrierte Natronlauge lässt sich über Jahre aufbewahren oder in Tanks zu einem gewünschten Ort transportieren. Bringt man sie mit Wasser (-dampf) in Kontakt, wird die gespeicherte Wärme wieder frei.

Die Anlage besteht aus einem spiralförmigen Wärmetauscher, in dem sich das Heizungswasser befindet. 50-prozentige Natronlauge läuft aussen über das Wärmetauscher-Spiralrohr nach unten und wird in der Wasserdampf-Atmosphäre auf 30 Prozent verdünnt. Dabei erhitzt sich das Heizungswasser im Inneren des Rohrs auf rund 50 Grad Celsius – wäre also für eine Fussbodenheizung gut nutzbar.

Beim Wiederaufladen des Speichers sickert die 30-prozentige, "entladene" Natronlauge um das Spiralrohr herum nach unten. Im Inneren des Rohrs strömt 60 Grad heisses Wasser, welches zum Beispiel aus einem Solarkollektor stammen kann. Das Wasser aus der Natronlauge verdunstet; der Wasserdampf wird abgezogen und kondensiert. Die Natronlauge, die den Wärmetauscher nach dem Aufladen verlässt, ist wieder auf 50 Prozent aufkonzentriert, also mit Wärmeenergie "geladen".

Im Europäischen Forschungsprojekt COMTES  gab es von 2012 bis zum Frühjahr 2016 noch zwei weitere Forschergruppen zum Thema Wärmespeicher:

• Projektgruppe A (Österreich, Deutschland) untersuchte die Speicherung von Wasser in Zeolithen. Diese mikro-porösen Silikatminerale kommen zum Beispiel in Waschmitteln oder in selbstkühlenden Bierfässern vor. Sie sind hygroskopisch und geben Wärme ab, wenn sie feucht werden.
• Projektgruppe C (Dänemark, Österreich) untersuchte die Speicherung von Wärme in Materialien, die schmelzen und erstarren («phase change materials»). Für die Versuche nutzten sie Natriumacetat, eine Substanz, die auch in den bei Jägern und Outdooraktivisten beliebten aufladbaren Wärmekissen vorkommt.