Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Magnetische Werkstoffe revolutionieren die Kühltechnik

28.08.2009
BASF und Delta Electronics Inc. sehen in der Magnettechnik das Potenzial, um die Kühltechnik wirtschaftlicher und umweltverträglicher zu gestalten. Der Schlüssel dazu liegt in den Möglichkeiten der magnetokalorischen Stromerzeugung. So entwickeleln die Unternehmen Werkstoffe und arbeiten an Prototypen für energiesparende Kühlgeräte und Stromgeneratoren.

Ziel ist es, bis zu 50% Energie einzusparen. „Unsere Experten in der Material- und Prozessentwicklung arbeiten eng mit Grundlagenforschern an international renommierten Universitäten wie der TU Delft und unserem innovativen Industriepartner, Delta Electronics, zusammen“, sagt Prof. Dr. Rainer Diercks, Leiter des Forschungsbereichs Chemicals Research and Engineering bei BASF.

Scale-up der Werkstoffproduktion ist am Laufen

Laut Dierks wurde bei BASF bereits mit dem Scale-Up der Produktion spezieller, wirtschaftlich herstellbarer Werkstoffe bereits begonnen. Diese Werkstoffe zeigen ihre magnetokalorische Wirkung schon bei relativ niedrigen Temperaturen. Damit eröffneten sie ein größeres Anwendungspotenzial. Dierks sieht in der Werkstoffentwicklung einen wesentlichen Beitrag zum zum Erfolg dieses Projekts.

„Wir sind darüber erfreut, mit der BASF zusammenzuarbeiten“, sagt Deltas Vice Chairman und Chief Executive Officer Yancey Hai. „Unser gemeinsames Entwicklungsprojekt mit BASF stimmt mit unserer Mission überein, innovative, saubere und effiziente Energielösungen für eine bessere Zukunft anzubieten. Mit unserer Kompetenz in der Systemintegration effizienter Energietechnologien

werden wir neue Geschäftsfelder erschließen.“

Verzicht auf gasförmige Kühlmittel

Kühlgeräte auf der Basis der Magnetokalorik – so Dierks und Hai – haben das Potenzial, den Energieverbrauch deutlich zu reduzieren. Die Magnettechnik verzichtet auf gasförmige Kühlmittel und ist damit zum Beispiel leiser und vibrationsärmer als die üblichen Kompressoren-Kühlschränke. Außerdem ist sie so raumsparend, dass sie in allen herkömmlichen Haushaltskühlgeräten und kommerziellen Anwendungen wie Computerlüftungen oder Klimaanlagen Platz findet.

Physikalische Grundlagen bereit seit knapp 130 Jahren bekannt

Der deutsche Physiker Emil Warburg beobachtete bereits 1880, dass es magnetische Werkstoffe gibt, die sich beim Eintritt in ein Magnetfeld erwärmen und beim Entfernen aus dem Magnetfeld wieder abkühlen. Magnetfeldbasierte Kühlgeräte sind seit den dreißiger Jahren im Einsatz – bislang allerdings nur in Laborumgebung. Mit den neuen Werkstoffen, so heißt es, lasse sich ein weitaus größerer Effekt erzielen.

Schon bei normalen Umgebungstemperaturen entstehen in schwachen Magnetfeldern große Temperaturunterschiede, die sich mittels Wärmeaustausch zur Kühlung nutzen lassen. Als Innovationsspezialist im Energiemanagement will Delta auf dieser Grundlage kleine Kühler für Haushaltsgeräte entwickeln.

Kühlgeräte-Prototypen sollen das Energieeinsparpotenzial zeigen

„Wir stehen in den Startlöchern. Was wir jetzt brauchen, sind Prototypen für Kühlgeräte, um das Energiesparpotenzial an Geräten aus dem Alltag zeigen zu können“, sagt Dr. Thomas Weber, Geschäftsführer der BASF Future Business, die die Arbeiten zu Materialoptimierung, Formgebung und Produktionsverfahren koordiniert. Bis zu 50% der Energie lassen sich nach ersten Schätzungen der Werkstoffforscher einsparen, wenn anstelle eines herkömmlichen Kühlschranks mit Kompressor ein Gerät mit magnetischer Kühltechnik eingesetzt wird.

Marktfähige Anwendungen der magnetokalorischen Kühlung sind laut BASF nur dann möglich, wenn genügend bezahlbare Rohstoffe vorhanden sind. So arbeiten die Werkstoffforscher unter anderem an chemisch stabilen Mangan-Eisen-Verbindungen, die sich durch eine geringe Volumenausdehnung bei einem besonders stark ausgeprägten magnetokalorischem Effekt auszeichnen.

Mangan-Eisen-Verbindungen sollen den Durchbruch bringen

Diese Einsatzstoffe sind in der Herstellung preisgünstiger als das bisher verwendete Metall Gadolinium und seine Salze. Derzeit wird die Produktion größerer Mengen für die industrielle Anwendung getestet. Eines der Hauptziele der Magnetokalorik-Forschung bleibt die Energieeinsparung in zahlreichen potenziellen Anwendungsgebieten von der Kälteproduktion in der Prozessindustrie über Autoklimaanlagen, die Kühlung von Elektronikkomponenten bis hin zum Kühlschrank. Laut BASF sind zum Beispiel Kühlschränke für etwa ein Fünftel des gesamten privaten Energieverbrauchs verantwortlich.

Josef-Martin Kraus | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/betriebstechnik/energietechnik/articles/227453/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Flexible Fertigung von Elektromotoren für Fahrzeuge
06.09.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Gewicht von Robomotion-Greifer um 60 Prozent reduziert
31.07.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungen

Posterblitz und neue Planeten

25.09.2017 | Veranstaltungen

Hochschule Karlsruhe richtet internationale Konferenz mit Schwerpunkt Informatik aus

25.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Hochvolt-Lösungen für die nächste Fahrzeuggeneration!

25.09.2017 | Seminare Workshops

Seminar zum 3D-Drucken am Direct Manufacturing Center am

25.09.2017 | Seminare Workshops