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Seit Jahren werden uns 'intelligente' Kühlschränke mit Touchscreens präsentiert. Ein echter Durchbruch in der Kühltechnik ist jetzt wirklich intelligent: Kühlschränke werden auf einen Schlag 70 % effizienter, ohne Kompressor, also ohne Brummen, und trotzdem günstig.
Die meisten Kühlschränke, die wir zu Hause verwenden, haben einen Kompressor. Eine bewährte und recht effektive Technologie, um Kältemittel umzupumpen und den Kühlschrank kalt zu halten. Aber es gibt Grenzen für die Energieeffizienz dieser Technologie, und außerdem macht ein Kompressor immer Geräusche. Selbst die teuersten Kühlschränke brummen, wenn es nur still genug ist.
Bis jetzt waren leise Alternativen nicht leistungsstark genug für große Kühlschränke und finden sich beispielsweise in Minibars in Hotelzimmern – die natürlich nicht brummen dürfen. Ein Durchbruch ermöglicht jetzt leise und viel effizientere große Kühlschränke. Forscher des Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) haben in Zusammenarbeit mit Samsung Research einen Durchbruch in der Festkörper-Kühltechnik entwickelt, die also ohne Kompressor funktioniert.
Nanomaterial ist viel effizienter
Die Festkörperkühlung funktioniert mit thermoelektrischer Kühlung. Neu ist die Verwendung von Nanomaterialien, die doppelt so effizient kühlen wie bestehende Systeme. Außerdem ist das Material laut den Forschern leicht in großem Maßstab herzustellen.
Die Technologie arbeitet mit dem Material 'Controlled Hierarchically Engineered Superlattice Structures' oder kurz: CHESS. Dieser dünne Film aus Nanomaterial überträgt Wärme effizienter als herkömmliche Materialien. Tests zeigten, dass CHESS-Materialien bei Raumtemperatur fast 100 % effizienter sind als traditionelle thermische Materialien. In einen Kühlschrank eingebaut, ist das Material 70 % effizienter als die beste derzeit erhältliche thermoelektrische Kühlung.
Sehr wenig benötigt und mehr Anwendungen
Der sci-fi-Teil der Entdeckung: Es wird extrem wenig Material benötigt, um es gut funktionieren zu lassen. Der CHESS-Kühlfilm, der in Kühlschränken angebracht werden muss, ist nur 0,003 Kubikzentimeter groß. Laut den Forschern wird daher nur 1 Sandkorn Material pro Kühlschrank benötigt, um effizient zu kühlen. Das macht die Massenproduktion recht einfach und laut den Forschern auch sehr günstig.
APL und Samsung Research arbeiten weiter zusammen, um die CHESS-Technologie weiterzuentwickeln, um sie schließlich auf größere Kühlsysteme mit KI-gesteuerter Energieoptimierung auszuweiten. Die Forscher sehen auch breitere Anwendungen, beispielsweise in Klimaanlagen. Das Material könnte auch verwendet werden, um Körperwärme in Energie umzuwandeln, so effizient ist es. Sie könnten bald Ihr Telefon beim Joggen aufladen.
