Dieses Doppelwebinar mit zwei thematisch verknüpften Vorträgen stellt zwei innovative Materialtechnologien vor, die herkömmliche, klimaschädliche und ineffiziente Kühlmethoden künftig ersetzen könnten. Angesichts des weltweit wachsenden Kühlbedarfs, der erheblich zur Freisetzung von Treibhausgasen beiträgt, sind umweltfreundliche Ansätze ohne schädliche Kältemittel dringend gefragt. Der erste Vortrag widmet sich der magnetischen Kühlung. Diese auf dem magnetokalorischen Effekt basierende Technologie ermöglicht kältemittelfreies Kühlen mit hoher Energieeffizienz. Magnotherm Solutions GmbH zeigt den Weg von der Materialentwicklung an der TU Darmstadt bis zum ersten marktreifen Produkt und gibt Einblicke in Funktionsweise, Materialinnovationen sowie Herausforderungen bei der Umsetzung in die Praxis. Im zweiten Teil steht die Elastokalorik im Mittelpunkt – eine ebenfalls kältemittelfreie Festkörpertechnologie auf Basis von Formgedächtnislegierungen. Durch mechanische Belastung und Entlastung superelastischer Nickel-Titan-Legierungen werden große Wärmemengen freigesetzt oder aufgenommen. Die Elastokalorik gilt als eine der vielversprechendsten Alternativen zu klassischen Dampfkompressionssystemen: Sie kommt ohne flüchtige Kältemittel aus und bietet Potenzial für erhebliche Effizienzsteigerungen. Der Vortrag der Universität des Saarlandes erläutert den elastokalorischen Effekt, stellt erste Prototypen vor und beleuchtet aktuelle Forschungsarbeiten sowie die technischen Hürden auf dem Weg zur Marktreife. Das Webinar richtet sich an alle, die sich für nachhaltige Materialinnovationen und ihren anwendungsrelevanten Beitrag zur Dekarbonisierung von Kühl- und Wärmetechnologien interessieren. Die Vorträge zeigen anschaulich, wie Materialwissenschaft konkrete Lösungen für eine klimafreundliche Zukunft entwickeln kann.
Die Menschheit befindet sich in einem Teufelskreislauf: Je wärmer es wird, desto mehr benötigen wir Kühlung. Doch je mehr wir kühlen, desto wärmer wird es. Die derzeitige Gaskompressionskühlung ist für mindestens 7% der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich, wahrscheinlich sogar mehr. Bis zum Jahr 2060 werden bis zu 460 Milliarden Tonnen an Treibhausgasemissionen in die Atmosphäre abgegeben, wenn wir weiterhin kühlen wie bisher. Um diese Entwicklung zu verlangsamen, werden effizientere und vor allem Kältemittelfreie Lösungen benötigt. Magnetische Kühlung ist eine davon. Magnotherm arbeitet seit 2018 an der kommerziellen magnetischen Kühlung. Im Vortrag wird der Werdegang von der Materialinnovation an der TU Darmstadt hin zum ersten Produkt, dass auf magnetischer Kühlung basiert beschrieben.
Elastokalorik ist eine innovative, derzeit aufstrebende Heiz- und Kühltechnologie mit hervorragender Energieeffizienz und ohne Erderwärmungspotenzial. Aus diesen Gründen wurde sie von der EU-Kommission und dem US-Energieministerium zur vielversprechendsten Alternative zu den derzeitigen Dampfkompressionssystemen und vom WEF - Weltwirtschaftsforum - zu einer der „Top10 emerging Technologies“ erklärt. Die Elastokalorik basiert auf den Heiz- und Kühleigenschaften von sog. Formgedächtnislegierungen (FGL), bspw. aus Nickel-Titan. Durch einfaches mechanisches Be- und Entlasten von superelastischen FGL werden aufgrund von Phasenumwandlungen in der Kristallgitterstruktur große Mengen an latenter Wärme freigesetzt oder aufgenommen. Selbst mit den derzeit verfügbaren Materialien, die ursprünglich für biomedizinische Anwendungen entwickelt wurden, können Temperaturänderungen von ~40 K erzeugt werden. Erste elastokalorisch optimierte Materialien aus der Frühphase der Forschung könnten eine Verbesserung der Energieeffizienz um den Faktor 15 (Energieeinsparungen von 93 %) gegenüber den derzeitigen Standardkühlmaterialien (Dampfkompressionskältemittel) wie R134a aufweisen. Darüber hinaus werden beim Betrieb mit Festkörpermaterialien keinerlei flüchtige Kältemittel an die Atmosphäre abgegeben, sodass das Potenzial der Elastokalorik für hoch energieeffizientes und absolut klimafreundliches Heizen und Kühlen deutlich wird. Der Seminarvortrag gibt einen kurzen Überblick über iMSL und seine Technologiefelder und legt dann den Fokus auf die Elastokalorik: den elastokalorischen Effekt, erste Geräte und Maschinenprototypen sowie die heutigen Herausforderungen auf dem Weg zu zukünftigen Produkten.
Innovative klimafreundliche Kühl-Lösungen auf Basis von Magnet- und Formgedächtnismaterialien sparen Energie, reduzieren Emissionen und machen Ihr Unternehmen zukunftssicher.
Hier sind einige Gründe, warum Ihr Unternehmen von einer tieferen Kenntnis in diesem Bereich profitieren wird:
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