Klimafreundliches Kühlmittel: Dieses Material nimmt unter Druck Wärme auf

Klimaanlagen, Kühlschränke und ähnliche Geräte verursachen weltweit rund ein Viertel des Stromverbrauchs. Außerdem haben sie noch einen zweiten großen Nachteil: Die eingesetzten flüssigen Kühlmittel gelten als ausgesprochen klimaschädlich. Materialforscher sind nun aber auf eine interessante Alternative namens Neopentylglykol gestoßen. Dieser Feststoff kühlt mithilfe des sogenannten barokalorischen Effekts. Vereinfacht ausgedrückt, erwärmt sich das Material, wenn man es zusammendrückt. Umgekehrt kühlt es wieder ab, sobald der Druck nachlässt. Gelingt es nun, die zunächst entstehende Wärme schnell abzuführen, kann der Feststoff als Kühlmittel genutzt werden. Je nach Größe kann das neue Kühlmaterial sowohl bei Mikroprozessoren als auch in Kühlschränken zum Einsatz kommen.

Der Kühleffekt fiel deutlich größer aus als bei vergleichbaren Materialien

Grundsätzlich ist der barokalorische Effekt kein neues Phänomen. Doch die bisher bekannten Materialien waren in der Regel nicht für den kommerziellen Einsatz nutzbar. Die Gründe dafür sind vielfältig. Einige Stoffe waren schlicht nicht stabil genug, andere wiederum agierten nur bei wenig praxisnahen Temperaturen wie gewünscht. Außerdem war der Kühleffekt jeweils bei weitem nicht so groß wie nun bei den Experimenten mit Neopentylglykol. Konkret ließ sich bei Raumtemperatur ein Temperaturunterschied von bis zu 50 Kelvin nachweisen. Dafür muss allerdings der Druck wiederholt erhöht und wieder weggenommen werden. Die beteiligten Forscher aus China, Japan und den Vereinigten Staaten sind sich dennoch sicher: Der barokalorische Effekt von Neopentylglykol bietet eine interessante Alternative zu klassischen Kompressionskreisläufen.

Zwei große Probleme sind noch zu lösen

Noch sind allerdings einige Schwierigkeiten zu überwinden. So schmilzt das Material ab einer Temperatur von 70 Grad Celsius und wird unbrauchbar. Je nach Art der Anwendung müsste hierfür also eine Lösung gefunden werden. Noch problematischer ist die Tatsache, dass der Druck bisher nicht beliebig oft erhöht und wieder verringert werden kann. Denn dann kommt es zu sogenannten Hysterese-Effekten und die Kühlwirkung nimmt ab. Die beteiligten Wissenschaftler setzen aber darauf, dass weitere Forschungsarbeiten in diesen Punkten noch zu Verbesserungen führen werden. So wird etwa damit experimentiert, zusätzliche elektrische Felder aufzubauen, um so zunächst die mechanische Belastbarkeit zu erhöhen. Denkbar wäre es auch, leichte chemische Veränderungen an der Substanz vorzunehmen und so Verbesserungen zu erreichen.

Via: FAZ

Teile den Artikel oder unterstütze uns mit einer Spende.