NEW - Der Feed des Merlin Images jetzt bei BoxPirates - NEW

NEW - BoxPirates Plugin Feed - NEW
Unsere Plugins direkt über den Plugin Browser eure Box installierbar

Kühlen mit Gedächtnismetall

    Diese Seite verwendet Cookies. Durch die Nutzung unserer Seite erklären Sie sich damit einverstanden, dass wir Cookies setzen. Weitere Informationen

    • Kühlen mit Gedächtnismetall

      quelle: wissenschaft-aktuell.de

      Dänische Wissenschaftler entwickeln effizientes Kühlmodul aus einer Nickel-Titan-Legierung - Stromsparende Alternative zu konventionellen Kühlschränken

      In nahezu jedem Kühlschrank wird Kältemittel in einem geschlossenen Kreislauf komprimiert und entlastet, um einen Raum abzukühlen. Dabei wechselt es seinen Aggregatzustand zwischen flüssig und gasförmig. Vor einem Jahr schlugen dänische Forscher eine alternative Kühltechnik ohne flüssiges Kältemittel, aber dafür mit einem zyklisch verformbaren Gedächtnismetall vor. Nach detaillierten Berechnungen gelang ihnen nun, einen ersten Prototyp einer Wärmepumpe herzustellen, die nah an die vorhergesagte hohe Effizienz heranreichte. Ihr Modul, das sie in der Fachzeitschrift „Nature Energy“ präsentieren, legt damit die Grundlage für eine Kühltechnik, die sowohl günstig und langlebig als auch sehr sparsam sein könnte.

      „Dank des elastokalorischen Effekts erzielten wir mit einem Kreisprozess herausragende Ergebnisse“, schreiben Janez Tušek und seine Kollegen von der Technischen Universität Dänemarks in Roskilde (DTU). Elastokalorisch bedeutet, dass die Verformung eines Materials eine Temperaturänderung verursacht. Für ihren Prototyp wählten die Forscher ein Gedächtnismetall aus einer Nickel-Titan-Legierung. Einige, jeweils nur ein fünftel Millimeter dünne Streifen aus diesem Material spannten sie in eine Vorrichtung ein, um diese regelmäßig einige Male pro Minute um bis zu vier Prozent zu dehnen und wieder zu entlasten.

      Bei dieser zyklischen Verformung wechselte das Gedächtnismetall zwischen einer kubischen Austenit-Struktur und einer metastabilen Martensit-Struktur. Verlor das kristalline Material seine kubische Austenit-Struktur, heizte es sich ein wenig auf. Umgekehrt kühlte es sich wieder ab, wenn es ohne äußere Anspannung wieder seine Ursprungsform annahm. Nach einiger Zeit konnten die Forscher an den Enden der Metallstreifen eine Temperaturdifferenz von etwas mehr als 15 Grad messen. Diese beiden Bereiche, einmal etwa 35 Grad Celsius warm, einmal 18 Grad Celsius kühl, verknüpften sie mit kleinen Kanälen, durch die in einem Kreislauf eine Flüssigkeit erwärmt und wieder abgekühlt werden konnte. So wirkte dieser Prototyp wie eine effiziente Wärmepumpe mit einer Leistung von bis zu 800 Watt pro Kilogramm Gedächtnismetall.

      Als Aggregat für einen Kühlschrank lässt sich diese Wärmepumpe bisher noch nicht einsetzen. Doch mit anderen Nickel-Titan-Legierungen könnte der Temperaturbereich angepasst werden, um eine Flüssigkeit von Raumtemperatur auf etwa 5 Grad Celsius abzukühlen. Diese Kälte ließe sich über einen Wärmetauscher auf das Innere eines Kühlschranks übertragen. Andere Experimente zeigten bereits, dass dünne Streifen aus Gedächtnismetall sogar viele Millionen Verformungen unbeschadet überstehen können. Damit wären Kühlmodule möglich, die mehrere Jahre zuverlässig funktionieren. Der Strombedarf für die mechanischen Verformungen – etwa mit kleinen Elektromotoren – läge gemäß der theoretischen Abschätzungen der Forscher deutlich unter dem, der für die Verdampfung und Verflüssigung eines Kältemittels in konventionellen Kühlschränken nötig ist.
      mfg a.nili

      Fragen gehören in den Themenbereich und nicht in die News oder in den Vorstellungsbereich!
      Kein Support per PN!
      Kein Internet Cardsharing (Board Regel 13)!


      ... falls du das Zeug dazu hast und einen Bereich betreuen möchtest
      Werde Teil des Teams! ... und bewirb dich als Moderator