16. September 2019

Womit werden wir morgen kühlen?

Wissenschaftler des HZDR und der TU Darmstadt bewerten das Potenzial von Werkstoffen für die magnetische Kühlung.

Für das Jahr 2060 erwarten Zukunftsforscher einen Paradigmenwechsel beim globalen Energiekonsum: Erstmals wird die Menschheit mehr Energie zum Kühlen aufwenden als für das Heizen. Die zunehmende Durchdringung unseres Alltags mit Kühlanwendungen hat einen stetig wachsenden ökologischen Fußabdruck zur Folge. Neue Verfahren wie die magnetische Kühlung könnten diese Belastung für Klima und Umwelt minimieren. Forscher des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) und der TU Darmstadt haben die dafür heute in Frage kommenden Materialien näher auf ihre Eignung untersucht. Ergebnis ihrer Arbeit ist eine erste systematische Materialbibliothek mit wichtigen Kenngrößen.

Die Erzeugung künstlicher Kälte mittels konventioneller Gaskompression steht seit rund hundert Jahren für Haushaltsanwendungen zur Verfügung. Die Technologie hat sich in dieser Zeit jedoch kaum verändert. Nach Schätzungen von Experten sind heute circa eine Milliarde darauf basierender Kühlschränke weltweit im Einsatz, Tendenz zunehmend. „Die Kühltechnik gilt mittlerweile als größter Stromverbraucher in den eigenen vier Wänden. Ebenso problematisch ist die Umweltbelastung, die die eingesetzten Kühlmittel mit sich bringen“, beschreibt Dr. Tino Gottschall seine Motivation. Er forscht am Hochfeld-Magnetlabor Dresden des HZDR an Materialien für magnetische Kühlprozesse.

Zum Herzstück künftiger Kühltechnologien könnte der „magnetokalorische Effekt“ werden: Bestimmte Metalle und Legierungen ändern schlagartig ihre Temperatur, wenn sie einem Magnetfeld ausgesetzt werden. Aus der Forschung ist bereits eine ganze Reihe solcher magnetokalorischer Substanzen bekannt. „Ob sie sich auch für massenhaft verbreitete Haushaltsanwendungen empfehlen, ist jedoch eine andere Frage“, fügt Prof. Oliver Gutfleisch vom Institut für Materialwissenschaften der TU Darmstadt hinzu.

Erfahren Sie mehr zur Stoffdatenbank und werfen Sie einen Blick auf die geeigneten Materialien für die Kühltechnologie der Zukunft in den Neuigkeiten des HZDR.

Foto HZDR/Juniks: Der magnetokalorische Effekt: In ein Magnetfeld gebracht, ändert sich die Temperatur bestimmter Materialien deutlich. Diesen Effekt wollen Wissenschaftler nutzen, um umweltfreundlichere Kühlgeräte zu bauen.

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