Unter Druck: Forscher erzielen mit Salzwasser starken Kühleffekt
Eigentlich entstehen unter Druck zwar Diamanten, doch chinesische Forscher nutzen ihn(öffnet im neuen Fenster) , um zu kühlen. Sie bedienen sich dabei des sogenannten barokalorischen Effekts(öffnet im neuen Fenster) , wie sie in einem Artikel im Fachmagazin Nature(öffnet im neuen Fenster) schreiben. Wie bei anderen Kühlmechanismen verdichtet dabei ein Kompressor das Kühlmedium, was zu einer Temperaturerhöhung führt. Über einen Wärmetauscher wird das Medium wieder abgekühlt, bei Entspannung nimmt das Medium Energie aus der Umgebung auf.
Die Forscher haben allerdings kein klassisches Kältemittel verwendet, sondern eine Salzlösung. Der Kühleffekt entsteht hier nicht direkt durch die Druckänderung, sondern durch einen chemischen Prozess: Der höhere Druck verringert die Löslichkeit des Salzes, das auskristallisiert. Ohne Druck lösen sich die Kristalle wieder im Wasser, wobei der Umgebung Energie in Form von Wärme entzogen wird.
Neben dem barokalorischen Effekt sind noch eine Reihe ähnlicher Effekte bekannt, von denen allerdings einige zwei Kühlkreisläufe erfordern. Die Salzlösung – verwendet wird Ammoniumthiocyanat(öffnet im neuen Fenster) – hingegen kann durch Leitungen gepumpt und so direkt zum Kühlen genutzt werden. Einige Metalle greift das Salz allerdings an, die Forscher sind jedoch zuversichtlich, einen möglichen Ersatz für gängige und teils sehr klimaaktive Kühlmittel gefunden zu haben.
Hohe Kühlleistung
Neben dem einfachen Kühlkreislauf speist sich ihre Zuversicht aus den Messergebnissen: In Versuchen maßen sie bei Raumtemperatur einen Temperaturabfall um 26,8° C bei Entspannung des Mediums.
Das sei deutlich mehr, als vergleichbare kalorische Ansätze bisher erreicht hätten. Zudem weise die Salzlösung eine hohe relative Kühlkapazität von 67 J/g auf, die Forscher haben eine Effizienz von 77 Prozent berechnet. Die Graphen im Zusatzmaterial ( PDF(öffnet im neuen Fenster) ) zeigen, dass die erreichbare Temperaturdifferenz sowohl von der Umgebungstemperatur als auch der Salzkonzentration abhängt. Bei höheren Temperaturen wurden Temperaturabfälle von bis zu 55,4° C gemessen.