Magnettechnik revolutioniert den Kühlschrank

Technologiewechsel bei Kühltechnik könnte bis zu 50 Prozent Energie sparen

27.08.2009 - Deutschland

Mit umweltfreundlicher Magnettechnik wollen BASF und Delta Electronics, Inc. neue Anwendungen für die Kühltechnik entwickeln und die Möglichkeiten magnetokalorischer Stromerzeugung ausloten. Insbesondere arbeiten die Kooperationspartner an Materialien und Prototypen für energiesparende Kühlgeräte und Stromgeneratoren, die künftig die herkömmliche Kompressortechnik bei Kühlschränken und Klimaanlagen ersetzen sollen.

„Unsere Experten in der Material- und Prozessentwicklung arbeiten eng mit Grundlagenforschern an international renommierten Universitäten wie der TU Delft und unserem innovativen Industriepartner, Delta Electronics, zusammen“, sagt Prof. Dr. Rainer Diercks, Leiter des Forschungsbereichs Chemicals Research and Engineering. „BASF hat das Scale-Up der Produktion von speziellen, wirtschaftlich herstellbaren Materialien bereits begonnen. Diese Materialien zeigen ihre magnetokalorische Wirkung schon bei relativ niedrigen Temperaturen und besitzen damit breitere Anwendungsmöglichkeiten. Dies ist ein wesentlicher Beitrag zum Erfolg dieses Projekts.“

Kühlgeräte auf der Basis der Magnetokalorik haben das Potential, den Energieverbrauch deutlich zu reduzieren. Die Magnet-Technik verzichtet auf gasförmige Kühlmittel und ist damit zum Beispiel leiser und vibrationsärmer als die üblichen Kompressoren-Kühlschränke. Außerdem ist sie so raumsparend, dass sie in allen herkömmlichen Haushaltskühlgeräten und kommerziellen Anwendungen wie Computerlüftungen oder Klimaanlagen Platz findet.

Der deutsche Physiker Emil Warburg beobachtete bereits 1880, dass es magnetische Materialien gibt, die sich beim Eintritt in ein Magnetfeld erwärmen und beim Entfernen aus dem Magnetfeld wieder abkühlen. Magnetfeldbasierte Kühlgeräte sind seit den 30er Jahren im Einsatz – bislang allerdings nur in Laborumgebung. Mit neuen Materialien in der magnetischen Kühltechnologie und leistungsfähigeren Dauermagneten lässt sich heute jedoch ein weitaus größerer Effekt erzielen. Schon bei normalen Umgebungstemperaturen entstehen in schwachen Magnetfeldern große Temperaturunterschiede, die sich mittels Wärmeaustausch zur Kühlung nutzen lassen. Als Spezialist für innovative Lösungen im Energiemanagement will Delta auf dieser Grundlage kleine Kühler für Haushaltsgeräte entwickeln.

„Wir stehen in den Startlöchern. Was wir jetzt brauchen, sind Prototypen für Kühlgeräte, um das Energiesparpotential an Geräten aus dem Alltag zeigen zu können“, sagt Dr. Thomas Weber, Geschäftsführer der BASF Future Business, die die Arbeiten zu Materialoptimierung, Formgebung und Produktionsverfahren koordiniert. Bis zu 50 Prozent der Energie lassen sich nach ersten Schätzungen der Materialforscher sparen, wenn anstelle eines herkömmlichen Kühlschranks mit Kompressor ein Gerät mit magnetischer Kühltechnik eingesetzt wird.

Marktfähige Anwendungen der magnetokalorischen Kühlung sind nur möglich, wenn genügend bezahlbare Rohstoffe vorhanden sind. Die BASF arbeitet unter anderem an chemisch stabilen Mangan-Eisen-Verbindungen, die sich durch eine geringe Volumenausdehnung bei einem besonders stark ausgeprägten magnetokalorischem Effekt auszeichnen. Diese Einsatzstoffe sind in der Herstellung preisgünstiger als das bisher verwendete Metall Gadolinium und seine Salze. Derzeit wird die Produktion größerer Mengen für die industrielle Anwendung getestet.

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