Effi­zi­ente Kühlung mittels magne­to­ka­lo­ri­schem Effekt

Dimitri Benke, Timur Sirman und Max Fries (v.l.) gründeten MagnoTherm Solutions und bauen Kühlmöbel, die auf Grundlage des magnetokalorischen Effektes arbeiten. Foto: MagnoTherm Solutions
Dimitri Benke, Timur Sirman und Max Fries (v.l.) gründeten MagnoTherm Solutions und bauen Kühlmöbel, die auf Grundlage des magnetokalorischen Effektes arbeiten. Foto: MagnoTherm Solutions

Der welt­weite Bedarf an Kühlung und Kälte wächst ständig – 2050 wird er den Bedarf an Wärme über­tref­fen. Gefragt sind daher effi­zi­ente Lösun­gen. Eine davon ist die Kühlung mittels magne­to­ka­lo­ri­schem Effekt.

Wenn ein Mate­rial einem starken Magnet­feld aus­ge­setzt wird, erhöht sich dessen Tem­pe­ra­tur. Schwächt sich das Magnet­feld ab, sinkt die Tem­pe­ra­tur. Dies wird als magne­to­ka­lo­ri­scher Effekt bezeich­net. Seine Ent­de­ckung liegt schon knapp 140 Jahre zurück, seit 90 Jahren wird er in der Tief­tem­pe­ra­tur­phy­sik ein­ge­setzt. Aktuell sorgen erste All­tags­an­wen­dun­gen für Kühlung oder Wärme für Auf­se­hen, obwohl auch hier erste Patente schon über 40 Jahre alt sind.

»Um tiefere Tem­pe­ra­tu­ren zu erhal­ten, müssen para­ma­gne­ti­sche Salze adiabat ent­ma­gne­ti­siert werden. Infolge der während der Ent­ma­gne­ti­sie­rung zuneh­men­den Unord­nung der magne­ti­schen Struk­tur wird – analog zum Ver­damp­fungs­pro­zess – dem Stoff Wärme ent­zo­gen, so dass eine Abküh­lung ein­tritt«, beschreibt diese Anwen­dung ein Springer‐Autorenkollektiv unter Leitung von Ekbert Hering in dem Buch­ka­pi­tel »Ther­mo­dy­na­mik« aus dem Stan­dard­werk »Physik für Inge­nieure« auf Seite 209.

For­scher kon­zen­trie­ren sind meist auf metal­li­schen Legie­run­gen aus Gado­li­nium, die für diese Anwen­dung beson­ders geeig­net sind und etwa auch für Wär­me­pum­pen genutzt werden könnten. Die dabei erreichte Effi­zi­enz ist höher als die her­kömm­li­cher Wär­me­pum­pen, so Wis­sen­schaft­ler der Haute Ecole d’Ingénerie et de Gestion in der Schweiz und von der Uni­ver­si­tät Ljub­ljana. …


Gekürzt. Geschrie­ben für Sprin­ger Pro­fes­sio­nal. Der kom­plette Beitrag ist hier zu lesen.

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