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Dresdner Forscher entwickeln Kühlschränke die sich Kälte "merken"

Dresdner Forscher entwickeln Kühlschränke die sich Kälte "merken"

Künftige Öko-Kühlschränke könnten statt mit energiehungriger Kompressionstechnik mit magnetischen Formgedächtnislegierungen angetrieben werden, wenn es nach Forschern des Dresdner "Leibniz-Instituts für Festkörper- und Werkstoffforschung" (IFW) geht.

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Das Forscherteam am Prüfstand: Jian Liu, Tino Gottschall, James Moore und Konstantin Skokov (v. l.).

Quelle: IFW

Von Heiko Weckbrodt

In der renommierten Fachzeitschrift "Nature Materials" haben sie nun eine Verbindung aus Nickel, Mangan, Indium und Kobalt vorgestellt, deren Atome sich unter wechselnden Magnetfeldern an einen kühleren Zustand "erinnern" und dadurch in Zukunft neue, effizientere Kühltechniken ermöglichen könnten.

Herkömmliche Kompressionstechnik, wie sie heute meist in Kälteanlagen und Kühlschränken für den privaten Gebrauch zum Einsatz kommt, nutzt meist den Umstand, dass komprimierte Gase bei der Verflüssigung dem Kühlschrank-Innern Wärme entziehen können. Solche Kompressionsanlagen erreichen aber nur Wirkungsgrade bis zu 45 Prozent .

Die Leibniz-Kühltechnik setzt dagegen auf einen anderen Effekt: Dabei richtet ein von außen angelegtes Magnetfeld die Atome in einer speziellen Legierung magnetisch aus. Um diesen magnetischen Zwang auszugleichen, schwingen die Gitterteilchen in der Folge mehr und mehr. Wir erinnern uns an den Physikunterricht: Diese atomaren Schwingungen bedeuten nichts anders, als dass sich das Material erwärmt. Kühlt man die Speziallegierung dann wieder auf die Ursprungstemperatur ab und schaltet schließlich das Magnetfeld ab, sackt die Temperatur noch stärker ab, weil sich die Gitteratome ihren früheren, schwingungsärmeren Zustand "gemerkt" haben.

Diesen Magneteffekt, der im Prinzip bereits seit längerer Zeit bekannt ist, sich aber nie recht in der Technikpraxis hatte durchsetzen können, haben die Dresdner Wissenschaftler in ihrer Legierung nun noch verstärkt und weitere Phasenübergänge unter einem Magnetfeld von zwei Tesla und äußeren Drücken erzeugt, die zu zusätzlichen Abkühleffekten führen.

Nach Überzeugung der IFW-Wissenschaftler kann der Prozess weiter verfeinert werden, um die Relation zwischen zugeführter Energie und entzogener Wärme noch zu verbessern. Eine Möglichkeit, zu effektiveren magnetischen Kühlsystemen zu gelangen, sehen sie darin, den magnetokalorischen Effekt "durch die optimale Wahl der chemischen Zusammensetzung" zu maximieren.

Wenn diese Bemühungen zum Erfolg führen, könnte dies "ganz neue Möglichkeiten für die magnetische Kühlung" eröffnen, sind die Wissenschaftler überzeugt.

Mehr Infos im Netz: computer-oiger.de

Aus den Dresdner Neuesten Nachrichten vom 31.05.2012

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