Forschungsprojekt BioPCM

Ziel des Forschungsprojekts ist, die thermisch isolierenden Besonderheiten der Schaumstoffe, die feuchtigkeitsregulierenden des Lehm, sowie deren beider Form- und Strukturgebenden Eigenschaften mit den wärmespeichernden und temperaturregelnden Merkmalen von Phasenwechselmaterialien (PCM) in einem System zu verbinden.

Im Fokus dieses von der FNR geförderten Forschungsprojekts stehen die Entwicklung und Kombination von Materialien auf Basis nachwachsender Rohstoffe. Dazu zählen Lehm und Biopolymer-Schäume, PCM aus natürlichen organischen Rohstoffen wie Paraffinen oder Salzen sowie Folien auf Basis von Biopolymeren für die Verkapselung der PCM.

Die Entwicklung von biobasierten und energieeffizienten Bio-PCM-Modulen, die bei geringem Gewicht eine passive Temperaturregulierung ermöglichen, wird im Projekt an zwei Produkten konkretisiert. Einerseits am Beispiel einer Kühlbox für den Transport von Lebensmitteln bei einer Temperatur von 5 °C und andererseits an einem Deckenelement für die Klimatisierung und Temperierung von Innenräumen bei 21 °C.

Beide innovativen Produkte wurden im Rahmen eines projektbegleitenden Workshops unter Anwendung der agilen Methode 'Design Thinking' gestaltet.

• hohe Wärme- bzw. Kältespeicherkapazität
• passive Temperaturregulierung
• ermöglicht Energieeinsparungen beim Heizen und Kühlen
• hergestellt aus nachwachsenden Rohstoffen
• langlebig und wiederverwendbar
• geringes Gewicht und hohe mechanische Stabilität
• funktionale Gestaltung, leicht integrierbar

Erfahren Sie mehr über Module auf Basis biogener Phasenwechselmaterialien (PCM) zur natürlichen Temperierung im Transport- und Gebäudewesen im Film.

Erfahren Sie mehr über die Lehmplatte mit natürlichem Phasenwechselmaterial im Film.

Die Forschungspartner Fraunhofer ICT und DHBW begleiten hierbei die grundlegende Entwicklung der Bioschaumstoffe, das Thermoformen von Biofolien zur Makroverkapselung der PCMs, sowie den Aufbau von Versuchsmodulen und deren Charakterisierung. Die Industriepartner Rubitherm und Klöckner Pentaplast übernehmen wesentliche Aufgaben bei der Herstellung von PCM und Kunststofffolien zu dessen Umhüllung aus nachwachsenden oder natürlichen Rohstoffen. Der Aufgabenbereich von WSVK und von Lebast umfasst in erster Linie die Zusammenführung des verkapselten PCM mit dem entwickelten Kunststoffschaum bzw. mit Lehm zu den beiden Endprodukten temperierte Transportbox und PCM-Lehmbauplatte. Die Gestaltung der beiden Produkte wird durch agile Methoden der Produktentwicklung, z.B. einem Design Thinking Workshop zu Beginn des Projektes, begleitet.

Das Forschungsprojekt unter dem Förderkennzeichen 22006418 wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert, Projektträger ist die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR).

Die Laufzeit des Projekts ist von 01.05.2019 bis 31.10.2022.

"Design Thinking ist ein Ansatz, der zum Lösen von Problemen und zur Entwicklung neuer Ideen führen soll. Ziel ist dabei, Lösungen zu finden, die einerseits aus Anwender- bzw. Nutzersicht überzeugend, andererseits markt- und produktorientiert sind. Im Gegensatz zu anderen Innovationsmethoden wird Design Thinking teilweise nicht als Methode oder Prozess, sondern als Ansatz beschrieben, der auf den Grundprinzipien Team, Raum und Prozess beruht." - Quelle: Wikipedia

Im agilen Austausch wurden im BioPCM-Projekt iterativ Gedanken und Fragen wie „bio“ und „bio-basiert“ und stoffliche Verwertung, Haut- und Lebensmittelvertäglichkeit, thermische Eigenschaften der Materialien, sowie deren Herstellungs- und Verarbeitungsverfahren bis hin zu detaillierten Produktmerkmalen unter dem Blickwinkel der Marktsituation betrachtet, definiert und festgehalten. In diesem intensiven Zusammenspiel konnten sich alle Beteiligte als Experte und Person, allem voran als Team, kennen und schätzen lernen.