Quetschen statt Verdampfen: Plastikkristalle revolutionieren die Kühltechnik

Seit mehr als hundert Jahren funktionieren Kühlschränke nach demselben Prinzip: Ein gasförmiges Kältemittel wird komprimiert, gibt dabei Wärme ab und entzieht beim Verdampfen der Umgebung Energie. Das Verfahren ist günstig und zuverlässig – aber auch klimaschädlich und energiehungrig. Ein Startup aus Cambridge arbeitet seit Jahren daran, dieses Grundprinzip zu ersetzen, und hat jetzt eine wichtige Finanzierungsrunde abgeschlossen.

Druck als Kältemaschine

Das britische Unternehmen Barocal, gegründet vom Materialphysiker Xavier Moya von der Universität Cambridge, verfolgt einen grundlegend anderen Ansatz. Statt eines gasförmigen Kältemittels setzt es auf einen Feststoff: sogenannte Plastikkristalle, in denen die Moleküle im entspannten Zustand frei rotieren. Diese Bewegungsfreiheit macht das Material aufnahmefähig für Wärme. Wird es hingegen unter Druck gesetzt, stoppen die Moleküle ihre Rotation – und das Material gibt Wärme ab.

Dieses Phänomen nennt sich barokalorischer Effekt, und es ermöglicht einen vollständigen Kühlkreislauf ohne gasförmige Substanzen. In einem Kühlschrank würde Wasser am Material vorbeigeleitet, dabei Wärme aufnehmen und diese an einen außen liegenden Radiator abführen. Die Temperatur im Inneren lässt sich dabei um bis zu 50 Grad Celsius variieren. Weil der Kreislauf auf einem Feststoff basiert, sind undichte Stellen, wie sie bei herkömmlichen Kühlgeräten regelmäßig zu Treibhausgasemissionen führen, strukturell ausgeschlossen.

Kältemittel belasten die Umwelt

Herkömmliche Kältemittel sind seit Jahrzehnten ein Umweltproblem. Ältere Substanzen schädigten die Ozonschicht, ihre Nachfolger sind zwar ozonfreundlicher, weisen aber ein Treibhauspotenzial auf, das jenes von CO₂ um das Tausendfache übersteigen kann. Bereits kleinste Leckagen können damit erhebliche Klimaschäden verursachen. Hinzu kommt der hohe Energiebedarf der klassischen Kompressionskühlung.

Barocals Plastikkristalle bestehen aus einem organischen Grundmaterial, das in der Industrie – etwa in der Kunststoff- und Farbherstellung – bereits weit verbreitet ist. Die Verfügbarkeit und die niedrigen Rohstoffkosten gelten als entscheidende Vorteile gegenüber anderen Festkörperansätzen, die teils auf seltene oder kritische Materialien angewiesen sind. Erste Prototypen sollen bereits die Effizienz herkömmlicher Kompressoren erreichen.

Millionenfinanzierung für die Marktreife

Um die Technologie zur Serienreife zu bringen, hat Barocal jetzt zehn Millionen US-Dollar in einer Seed-Runde eingesammelt. Zu den Investor:innen gehören World Fund, Breakthrough Energy Discovery, Cambridge Enterprise Ventures und IP Group. Damit verfügt das Unternehmen insgesamt über rund 15,5 Millionen Dollar – neben der aktuellen Runde hatte es zuvor 4,5 Millionen Dollar vom Europäischen Innovationsrat sowie eine Million Dollar aus dem TERA-Award erhalten, einem Wettbewerb für Energielösungen.

Barocal konzentriert sich zunächst auf kommerzielle Großanlagen – also industrielle Kühlung und Klimatisierung – wo Effizienzgewinne besonders stark ins Gewicht fallen. Laut eigenen Angaben laufen bereits Pilotprojekte mit mehreren internationalen Unternehmen, und ein marktreifes Produkt soll innerhalb von drei Jahren verfügbar sein. Sollte das gelingen, könnten Barokalorie-Systeme langfristig dazu beitragen, den Energiehunger der weltweiten Kühlinfrastruktur spürbar zu senken – und eines der hartnäckigsten Klimaprobleme der Haushalts- und Gebäudetechnik zu lösen.

via TechCrunch