Forschungsprojekt Neue magnetische Materialien für eine effizientere Kühlung

Die niederländische Stiftung für Materialgrundlagenforschung (FOM) und BASF starten ein weiteres gemeinsames Forschungsprogramm für so genannte »magnetokalorische Materialien«. Diese neue Materialklasse soll Kühlsysteme energieeffizienter und leiser machen.

»Unser Ziel ist es, grundlegende physikalische Gesetze der Magnetokalorik noch besser zu verstehen, um neue Materialien mit verbesserten Eigenschaften zu entwickeln und die Herstellungsschritte für die Produktion in größerem Maßstab zu erforschen«, erklärt Studienleiter Prof. Ekkes Brück von der Technischen Universität Delft.

Das mittlerweile zweite gemeinsame Forschungsprogramm von FOM und BASF soll über einen Zeitraum von vier Jahren laufen. FOM und BASF haben im Jahr 2008 mit ihrer Zusammenarbeit begonnen. Ein Ergebnis der bisherigen Kooperation sind neue physikalische Erkenntnisse zum magnetokalorischen Effekt. Gemeinsam mit Industriepartnern arbeiten die Forscher bereits an der Markteinführung der ersten Geräte auf Basis magnetokalorischer Materialien, wie BASF jüngst mitteilt.

Das Prinzip der magnetischen Kühlung

Das Prinzip dieses Ansatzes ist, dass sich magnetokalorische Materialien in einem Magnetfeld erwärmen und sich abkühlen, sobald sie aus dem Magnetfeld gezogen werden. Daher kann eine Wärmepumpe mit magnetokalorischen Materialien eine Alternative zu herkömmlichen Kühlaggregaten sein. Kühlgeräte auf Basis von magnetokalorischen Materialien haben das Potenzial, den Energieverbrauch deutlich zu reduzieren. »Theoretische Betrachtungen zeigen ein Energieeinsparpotenzial von bis zu 50 Prozent«, erläutert Dr. Thomas Weber, Geschäftsführer von BASF Future Business. Und weiter: »Das auf einer magnetischen Kühlung basierende Gerät kann zudem relativ klein bauen. Daher sind solche Geräte ideal für zahlreiche Anwendungen, von der Kühlung von Elektronikkomponenten bis hin zu Klimaanlagen.« Das Potenzial der Methode ist also groß.

Die Technologie kommt ohne gasförmige Kühlmittel aus. Daher ist sie zum Beispiel leiser und vibrationsärmer als die üblichen Kompressoren-Kühlschränke.

Kooperation zwischen FOM und BASF

FOM und BASF arbeiten im Rahmen eines so genannten »Industrial Partnership Programms« (IPP) zusammen. IPPs sind Forschungsprogramme, in denen FOM durch renommierte Grundlagenforschung in enger Zusammenarbeit mit der Industrie akademisches Know-how mit industriellen Bestrebungen kombiniert. Unternehmen finanzieren die Studien dabei zu mindestens 50 Prozent. Die Forschungsarbeiten werden an der Technischen Universität Delft, der Radboud Universität Nijmegen und an den Forschungsstandorten der BASF im niederländischen De Meern und in Ludwigshafen durchgeführt.

Die Stiftung für Materialgrundlagenforschung (FOM) fördert, koordiniert und finanziert physikalische Grundlagenforschung in den Niederlanden. FOM ist eine unabhängige Stiftung, die gegenüber der physikalischen Fakultät des Nationalen Forschungsrates NWO verantwortlich ist. Mit etwa 1030 Mitarbeitern und einem Jahresbudget von 92 Millionen Euro führt FOM in vier Instituten und 180 universitären Forschungsgruppen physikalische Forschung auf hohem internationalem Niveau durch.