水作为热载体应用广泛，如今，在Optimus项目中，弗劳恩霍夫ISE的研究人员正携手工业界合作伙伴，开发高存储密度的相变材料(PCM)乳液，用于建筑、工业、热泵系统以及汽车电池冷却等领域。

PCM乳液是石蜡与水或水 - 乙二醇混合物的组合，添加乙二醇可防混合物冻结，主要用于交通运输领域。研究人员采用分散或乳化在水或水 - 乙二醇混合物中的石蜡，表面活性剂能稳定分布在水中的超细石蜡液滴，使混合物具备热稳定性和机械稳定性，乳液在相变过程中利用了石蜡的高能量密度。

弗劳恩霍夫太阳能系统研究所的研究科学家Stefan Gschwander解释，将石蜡乳化在水中，无论处于何种相态都能保持液态，可作为供热和制冷网络中的传热液体，通过管道泵送。在相变时，即便温度不变，PCM也会吸收或释放大量热量，能在体积不变的情况下，实现水存储密度的两倍。

除高存储密度外，PCM乳液还有诸多优势。其高储热能力使相关系统设计更节省空间，且在温差较小时具有高热容量。Gschwander称，PCM尤其适用于温差极小的场景，如建筑物制冷或空调，这是其相较于传统空调系统的真正优势。

在该项目中，合作伙伴正在开发熔化温度范围分别为12°C至18°C、20°C至28°C和45°C至50°C的PCM乳液，适用于建筑物空调、工业设施、电池冷却和热泵等多种应用。

所有已研发的乳液均在配备离心泵、阀门、隔膜膨胀罐和板式热交换器的液压测试回路中进行了热机械测试，可承受高达10万次循环。研究人员先在实验室规模开发、表征并测试PCM乳液，生产量达5升，随后扩大到中试规模，生产量达100升。

接下来，计划与行业合作伙伴H&R Wax & Specialties GmbH合作，进一步扩大规模至立方米级，以实现更大批量生产，验证其在室内空调或工艺冷却冷库中的应用。

PCM乳液最初将用于两项示范项目。一是将法院大楼服务器机房产生的废热在主动供暖过程中储存，再通过乳液转移到空气供应中为大楼供暖;二是计划冷却注塑机，并在夜间将高峰时段储存的热量释放到凉爽的室外空气中。目前，研究人员正在优化配方，以提升稳定性和存储密度。