Kühlschränke sind heute aus deutschen Haushalten gar nicht mehr wegzudenken. Auch Gefriertruhen und Klimaanlagen erfreuen sich einer immer größeren Beliebtheit. Ganz unproblematisch ist dies allerdings nicht. Denn bisher gibt es kein Kühlmittel, das vollkommen bedenkenlos eingesetzt werden könnte. Früher kamen in der Regel Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) zum Einsatz. Inzwischen sind diese aber verboten, weil sie die Ozonschicht schädigen. Bei den nun verwendeten Alternativen wie Propan, Butan oder R134a handelt es sich aber entweder um Treibhausgase oder ihre Effizienz ist nicht hoch genug. Wissenschaftler in China, den USA und im Saarland arbeiten daher parallel an einem anderen Ansatz: Sie nutzen ineinander verdrehte Nickel-Titan-Drähte, um den gewünschten Kühleffekt zu erreichen.


Bild: Ludo [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Ein Testkühlschrank kann Wasser kühlen

Das grundlegende Prinzip ist schon seit dem 19. Jahrhundert bekannt. Damals fanden Forscher heraus, dass Kautschuk, wenn man ihn auseinanderzieht, warm wird. Umgekehrt funktioniert der Trick auch: Hört man auf zu ziehen, kühlt der Kautschuk wieder ab. Verstärken lässt sich dieser Effekt, indem man das Material zusätzlich noch verdreht. Konkret zogen Forscher in Texas Kautschukfasern zunächst in die Länge und verdrehten diese dann bis ein Knäuel entstand. Als diese Spannung dann wieder gelöst wurde, verringerte sich die Temperatur des Materials um 16,4 Grad Celsius. Dieselbe Vorgehensweise führte bei Nickel-Titan-Drähten sogar zu einer Abkühlung um 20,8 Grad. Ein erster Testkühlschrank wurde ebenfalls bereits gebaut. Dieser war schon in der Lage, einen Wasserstrahl um 7,7 Grad herunterzukühlen.

Noch müssen einige Herausforderungen gelöst werden

Forscher der Universität in Saarbrücken experimentieren ebenfalls mit diesem Ansatz. Sie bauten daher einen Prototyp für eine Klimaanlage, die ebenfalls auf der Kühlung durch verdrehte Nickel-Titan-Drähte beruht. Sowohl Kühlschrank als auch Klimaanlage haben unter Beweis gestellt, dass sie für einen kühlenden Effekt sorgen können. Von der Marktreife sind beide Produkte aber ebenfalls noch weit entfernt. So arbeiten die Wissenschaftler in Saarbrücken aktuell noch daran, die Wärmeübertragung zu verbessern. Grundsätzlich besteht zudem die Herausforderung darin, dass das Material eine gewisse Langlebigkeit besitzen muss, um ernsthaft als Alternative zu den bisher genutzten Kühlmitteln in Frage zu kommen. Der potentielle Markt jedenfalls ist gewaltig: Schätzungen gehen davon aus, dass in Folge des Klimawandels und der wirtschaftlichen Entwicklung in Zukunft noch mehr Klimaanlagen und Kühlschränke verkauft werden als bisher.


Via: Science Magazine

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