Coole Technik, nicht nur für kühles Blondes

Magnetokalorische Kühlung

05.02.2015 Magneto...was? Auf diesen Nenner ließen sich Anfang Januar die Reaktionen der Redaktionskollegen auf die Frage nach dem magnetokalorischen Effekt bringen. Auslöser war die eher unscheinbare Meldung von der Konsumer-Elektronikmesse CES über einen neuen magnetokalorischen Weinkühler. Das in der Schulphysik und auch im Ingenieurstudium bislang vernachlässigte Phänomen könnte die Kühltechnik revolutionieren.

Januar/Februar 2015 2015

Prinzip der magnetokalorischen Wärmepumpe im auf der CES vorgestellten Weinkühler. Bild: BASF

Der Trick: Setzt man bestimmte Legierungen einem starken Magnetfeld aus, erwärmt sich das Material. Wird das Magnetfeld entfernt, kühlt es sich wieder ab. Hintergrund ist die im zweiten Hauptsatz der Thermodynamik beschriebene Entropie: Das Magnetfeld sorgt dafür, dass sich die magnetischen Momente im Material ausrichten – doch wenn die Unordnung (magnetische Entropie) sinkt, dann muss nach dem Energieerhaltungssatz die thermische Entropie (Wärmeentwicklung) steigen und so für den Ausgleich sorgen. Wird das Magnetfeld entfernt, steigt die magnetische Entropie, indem der Umgebung Wärme entzogen wird.

Obwohl das Phänomen bereits vor mehr als hundert Jahren von dem Physiker Emil Warburg beschrieben wurde, war die praktische Nutzanwendung der magnetokalorischen Kühlung bislang Nischen der Wissenschaft vorbehalten: Lediglich extrem teure Materialien, wie zum Beispiel die Seltenen Erden Gadolinum und Lanthan, zeigten einen ausreichend großen Temperatursprung. Das hat sich in den vergangenen Jahren geändert: Überall auf der Welt wird nach preisgünstigen Alternativen geforscht – offenbar mit Erfolg. Die BASF hat gemeinsam mit der TU-Delft magnetokalorische Materialien basierend auf Eisen und Mangan entwickelt und vermarktet diese unter der Marke „Quice“. Andere experimentieren erfolgreich mit Legierungen aus Eisen, Silizium und Lanthan…

Heftausgabe: Januar/Februar 2015 2015
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Armin Scheuermann, Redaktion
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