Gekühlte Lebensmittel und Medikamente sind für Millionen Menschen lebenswichtig, gleichzeitig schadet das Kaltstellen aber der Umwelt.
Wie sich der Klimawandel durch optimale Kühlung reduzieren lässt, erforscht Prof. Qiming Zhang. Der Humboldt-Stipendiat ist derzeit Gast bei Prof. Dr. Doru C. Lupascu am Institut für Materialwissenschaft der Universität Duisburg-Essen (UDE).
„Die Kühlmittel in heutigen Klimaanlagen oder Kühlschränken sind eine wesentliche Ursache für die Klimaerwärmung“, sagt Zhang. Deshalb möchte der Stipendiat während seines Aufenthalts an der UDE eine Kühlung weiterentwickeln, die keine Treibhausgase ausstößt und ohne Dampfkreislauf arbeitet. Grundlage dafür sind elektrokalorische Materialien. Diese Materialklasse, die auch zum Speichern von Energie oder als Ultraschallquelle genutzt werden kann, untersucht der Professor für Elektrotechnik an seiner Heimatuni, der Pennsylvania State University (USA).
Der elektrokalorische Effekt ist die Eigenschaft bestimmter Materialien, beim Wechsel der elektrischen Feldstärke ihre innere molekulare Struktur zu verändern und sich dadurch zu erwärmen oder zu erkalten. Damit ist Kühlung ohne ein gasförmiges Kühlmedium möglich. Quasi alle heute verfügbaren Geräte basieren auf einem (mehr oder minder klimaschädlichen) Gaskreislauf. Das Gas wird in diesem Kreislauf gedrückt, es dehnt sich aus, verdampft, nimmt in den Rohren des Kühlschranks die Wärme aus dem Inneren auf und gibt sie nach Außen ab. Bei elektrokalorischen Materialien ist das Kühlmedium ein Festkörper, der die Wärme aufnimmt, um seine innere Struktur zu ändern, quasi ein „inneres“ Verdampfen. Es wird zwar noch ein Kühlmittel zum Abtransport benötigt (z.B. Wasser), aber die Wärmemaschine selbst ist der Festkörper, die ohne Treibhausgas auskommt.
Quelle: Universität Duisburg-Essen
