General Suitability of Phase-change materials (PCM) in cyclic applications is examined. With Enthalpy and thermal conductivity being the most important material parameters for an effective system. A high thermal conductivity conduces the usage of a high volume of PCM, enthalpy is the energy uptake capacity of the materials. Diverse material combinations are examined regarding their melting and freezing behaviour in DSC measurements. The thermal conductivity of the materials can be varied by filler materials and the infiltration of porous matrices. By infiltration of porous structures, highly thermally conductive composites can be produced. Changes in the dynamic behaviour are becoming apparent by changed thermal conductivity. The variation of thermal conductivity and enthalpy is, due to the used materials, possible in a wide range. The produced PCM-composites are subjected to cyclic thermal stresses in application-related setups. A comparison of their cooling efficiency with that of reference materials shows the performance of the materials. With simulative description of the problem, a variation of different parameters can be achieved, and their respective influence can be compared. The general description of processing, as well as the examination of use-cases and the variation of material properties propose first steps for the use of the materials. The production process in combination with simulative description enables the tailoring of materials for different systems.

Untersucht wird die grundsätzliche Eignung von Phasenwechselmaterialien (PCM) in zyklischen Anwendungen. Dabei stellen die Enthalpie und die Wärmeleitfähigkeit die wichtigsten Materialparameter für ein effektives System dar. Eine hohe Wärmeleitfähigkeit dient der Nutzung großer Volumina an PCM, die Enthalpie ist die Energieaufnahmefähigkeit der Materialien. An diversen Materialkombinationen wird das Schmelz- und Erstarrungsverhalten in DSC-Messungen untersucht. Die Wärmeleitfähigkeit der Materialien wird durch Füllstoffe und durch Infiltration poröser Matrices variiert. Durch die Infiltration poröser Strukturen können hochwärmeleitfähige Komposite erzeugt werden. Einflüsse auf das dynamische Verhalten der Materialien werden mit geänderter Wärmeleitfähigkeit sichtbar. Die Variation von Wärmeleitfähigkeit und Enthalpie ist durch die verwendeten Materialien in großen Bereichen möglich. Die hergestellten PCM-Komposite werden in anwendungsnahen Versuchsaufbauten zyklisch-thermischen Belastungen unterworfen. Ein Vergleich der Kühlleistung mit Referenzmaterialien zeigt die Leistungsfähigkeit der Materialien. Durch simulative Beschreibung der Problemstellung kann eine Variation unterschiedlicher Parameter vorgenommen werden und deren Einfluss verglichen werden. Die grundlegende Beschreibung der Herstellung, sowie die Untersuchung von Einsatzszenarien und die Variation von Materialeigenschaften stellen erste Ansätze für die Anwendung der Materialien dar. Die Herstellungsmethode in Kombination mit simulativer Beschreibung ermöglicht dabei ein maßschneidern von Materialien für unterschiedliche Systeme.