Een van de recente innovaties van CRM Group zijn warmte-opslageenheden (Heat Storage Devices of HSD’s) op basis van Phase Change Materials (PCM). Dit zijn materialen die warmte kunnen opnemen en weer afgeven wanneer ze van fase veranderen (bijvoorbeeld van vast naar vloeibaar). Zo helpen ze om de temperatuur stabiel te houden en de levensduur van elektronica te verlengen, zowel in de ruimte als in andere toepassingen.

Samen met Walopt en met steun van de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA) ontwikkelde CRM Group de eerste thermische dempingseenheid waarin PCM-technologie rechtstreeks is geïntegreerd met elektronische componenten. Deze technologie werd met succes gebruikt tijdens de eerste vlucht van Ariane 6.

Wat maakte deze doorbraak mogelijk?

- Materiaalkeuze: Door uitgebreid onderzoek werden de meest geschikte PCM-materialen geselecteerd om warmte in elektronische systemen voor de ruimtevaart efficiënt te beheersen.
- Productie: Nauwkeurige productietechnieken zorgden ervoor dat de eenheden betrouwbaar en consistent konden worden vervaardigd.
- Testen en kwalificatie: De eenheden werden grondig getest op onder meer drukweerstand, duurzaamheid bij herhaalde temperatuurwisselingen en bestendigheid tegen straling. Zo werd aangetoond dat ze geschikt zijn voor de extreme omstandigheden in de ruimte.

Deze direct integreerbare eenheden verhogen de robuustheid en betrouwbaarheid van satellieten en draagraketten aanzienlijk en tonen het belang van materiaalonderzoek voor sectoren zoals de lucht- en ruimtevaart.

De nieuwste warmte-opslageenheid is ontworpen volgens de strenge eisen van Airbus Defence and Space en zal een belangrijke rol spelen in de Mars Rover-missie van ESA. Dankzij deze technologie kan apparatuur langer blijven functioneren op het oppervlak van Mars.

De eenheden zijn zorgvuldig geproduceerd en succesvol getest onder vacuümomstandigheden, wat hun betrouwbaarheid en efficiëntie bevestigt. Momenteel worden ze verder onderzocht en getest bij ESA/ESTEC, met het oog op toekomstige toepassingen.

Belangrijke voordelen van PCM-warmteopslag:

- Passief warmtebeheer: PCM’s slaan warmte op en geven die later weer af zonder bewegende onderdelen of extra energieverbruik.
- Stabiele temperatuur: De materialen werken rond een specifieke temperatuur, waardoor elektronische componenten binnen veilige grenzen blijven functioneren.
- Langere missies: Door temperatuurverschillen beter op te vangen, kunnen systemen langer werken en kunnen missies meer gegevens verzamelen.

Hoewel deze technologie ontwikkeld werd voor ruimtevaart, kan PCM-warmteopslag ook in andere sectoren worden gebruikt.

Bouw en constructie

- Temperatuurregeling: PCM’s kunnen in bouwmaterialen worden verwerkt om binnentemperaturen stabieler te houden, waardoor minder verwarming of koeling nodig is.
- Energie-efficiëntie: Ze kunnen overdag warmte opnemen en die ’s nachts weer afgeven, wat helpt om gebouwen energiezuiniger te maken.

Automobielindustrie

- Batterijbeheer: PCM’s helpen de temperatuur van batterijen in elektrische voertuigen te regelen, wat de prestaties en levensduur verbetert.
- Comfort: Ze kunnen ook in stoelen of interieurs worden toegepast om temperatuurschommelingen te verminderen.

Elektronica en datacenters

- Koeling: PCM-systemen kunnen warmte van servers en apparatuur opvangen, waardoor koelsystemen minder energie verbruiken.
- Bescherming: In elektronische apparaten helpen ze oververhitting te voorkomen en de levensduur van componenten te verlengen.

Hernieuwbare energe

- Zonne-energie: PCM’s kunnen warmte opslaan die overdag wordt opgewekt en later vrijgeven wanneer dat nodig is.
- Windenergie: Ze kunnen temperatuurschommelingen in windturbines opvangen, wat de betrouwbaarheid en duurzaamheid ten goede komt.

De ontwikkeling van PCM-warmteopslag is een belangrijke stap vooruit in thermisch beheer. CRM Group werkt samen met partners om deze technologie verder te testen en te verbeteren, met als doel efficiënte en duurzame oplossingen te bieden voor uiteenlopende sectoren en toekomstige ruimtemissies.

Beelden: ©ESA CREDIT ESA–L. Bourgeon