BASF liefert Werkstoff Quice 07.01.2015, 13:17 Uhr

Magnet ersetzt den Kompressor bei Kühlschränken

Energiesparende, leise Kühltechnik: BASF und niederländische Wissenschaftler haben den Durchbruch geschafft. Sie zeigen auf der Elektronikmesse CES den ersten Prototypen eines Weinkühlers, bei dem eine magnetokalorische Wärmepumpe die Kälte erzeugt. Das Gerät verbraucht 35 Prozent weniger Strom als vergleichbare Modelle und arbeitet nahezu lautlos. Möglich macht dies ein neues Material, bei dem Eisen und Mangan eine wesentliche Rolle spielen.

Das Innenleben des Weinkühlers: Für Kälte sorgt eine magnetokalorische Wärmepumpe. Sie ersetzt den sonst üblichen Kompressor, der einen sehr viel höheren Energiebedarf hat.

Das Innenleben des Weinkühlers: Für Kälte sorgt eine magnetokalorische Wärmepumpe. Sie ersetzt den sonst üblichen Kompressor, der einen sehr viel höheren Energiebedarf hat.

Foto: BASF

Auf der CES in Las Vegas gibt es derzeit autonom fahrende Autos zu sehen. Oder Kopfhörer, die Einschlafhilfen aufs Ohr schicken, Blumentöpfe, die die in ihnen wachsenden Pflanzen pflegen, und einen Gürtel, der Alarm schlägt, wenn der Taillenumfang zunimmt. Geradezu unscheinbar nimmt sich daneben ein Weinkühler aus, den der Hausgerätehersteller Haier aus Hongkong mit Hilfe des US-Unternehmens Astronautics Technology Center in Madison im Bundesstaat Wisconsin entwickelt hat.

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Das neue magnetokalorische Material mit dem Markennamen Quice wird von BASF hergestellt.

Das neue magnetokalorische Material mit dem Markennamen Quice wird von BASF hergestellt.

Quelle: BASF

Dabei ist er der heimliche Star der Konsumerelektronikmesse im amerikanischen Spielerparadies. Das weltweit erste magnetokalorische Kühlgerät verbraucht 35 Prozent weniger Strom als vergleichbare Modelle und arbeitet nahezu lautlos.

Großes Energieeinsparpotential

Das seit Jahrzehnten bekannte physikalische Phänomen des magnetokalorischen Effekts lässt sich jetzt erstmals kommerziell nutzen, weil der Ludwigshafener Chemiemulti BASF gemeinsam mit Materialwissenschaftlern der Universität Delft in den Niederlanden einen neuen Werkstoff entwickelt hat, dessen magnetokalorische Eigenschaften äußerst effizient sind.

Unter dem magnetokalorischen Effekt versteht man das Phänomen, dass sich ein Material erwärmt, wenn man es einem starken Magnetfeld aussetzt, und sich abkühlt, wenn man das Magnetfeld entfernt.

Optisch kein Hingucker: der Weinkühler von Haier. Die Technik macht ihn zum Revolutionär. 

Optisch kein Hingucker: der Weinkühler von Haier. Die Technik macht ihn zum Revolutionär. 

Quelle: BASF

Kühlgeräte bei denen der neue Werkstoff zum Einsatz kommt, haben das Potenzial, große Mengen an Energie zu sparen. Allein die in Deutschland privat genutzten schlucken pro Jahr schätzungsweise mehr als zwei Milliarden Kilowattstunden. Die neuartigen Geräte könnten die Stromrechnung pro Jahr um 150 Millionen Euro entlasten.

Erwärmung im Magnetfeld

Das unscheinbare Material, das in magnetokalorischen Kühlgeräten eingesetzt wird, basiert auf den preiswerten und leicht zu beschaffenden Elementen Eisen und Mangan. Wenn dieser Werkstoff in ein Magnetfeld gerät, erwärmt er sich um 20 Grad und mehr. Diese Wärmeenergie nimmt ein Kühlkreislauf auf, in dem Wasser zirkuliert. Es transportiert die Wärme in die Umwelt. Parallel dazu kühlt das Innere des Kühlgerätes ab. Dieser Prozess wiederholt sich ständig. Strom verbrauchen in diesen Geräten im Wesentlichen die Pumpen. In herkömmlichen Kühlschränken treibt er einen Kompressor an, der einen sehr viel höheren Energiebedarf hat.

Der deutsch-niederländischen Forscherallianz ist es gelungen, ein Material zu entwickeln, das bereits bei niedrigen magnetischen Feldstärken, wie sie Permanentmagnete erzeugen, hohe Temperaturen entwickelt. Zuvor waren Elektromagnete nötig, die so viel Strom verbrauchten, dass die Einsparungen überkompensiert wurden. Haier will die neuartigen Kühlgeräte in einigen Jahren in den Markt einzuführen.

Maßgeschneiderte Werkstoffe für Kühlgeräte

Diese Möglichkeit haben auch andere Unternehmen, denn BASF verkauft das magnetokalorische Material unter dem Markennamen Quice an alle Interessenten. „Zusammen mit unseren Partnern können wir maßgeschneiderte funktionale Materialien für die Kühlanwendungen unserer Kunden entwickeln”, sagt Andreas Riehemann, Geschäftsführer der BASF New Business GmbH.

Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

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