Los Angeles. Leise und klein ist die Technik, die irgendwann eine neue Ära bei Kühlsystemen einläuten wird

Warme Objekte könnten in Zukunft platzsparender und effizienter gekühlt werden. Das schreiben US-Forscher im Fachblatt „Science“. Das Team um Qibing Pei von der Universität von Kalifornien entwickelte ein System, das durch den sogenannten elektrokalorischen Effekt kühlen kann. Die Funktionsweise ihres Ansatzes demonstrierten sie an einem aufgeheizten Handyakku.

In einem begleitenden „Science“-Kommentar heben Tian Zhang und Qiming Zhang von der Pennsylvania State University hervor, dass Systeme mit elektrokalorischer Kühlung keine Kompressoren brauchen und dadurch leise sind. Sie können sich vorstellen, dass die Technik beispielsweise auch in Kühlbeuteln zum Einsatz kommt, um nach Unfällen Blessuren zu kühlen. Auch kleine Klimaanlagen auf Schreibtischen oder in Bürostühlen seien denkbar.

Kühlschränke oder auch Klimaanlagen basieren in der Regel auf einem Kühlmittel, das durch einen Kreislauf gedrückt wird. Wenn sich das Kühlmittel ausdehnt und dabei verdampft, kann es Wärme aufnehmen – beispielsweise aus dem Inneren eines Kühlschranks. Dann verdichtet ein elektrisch betriebener Kompressor das Kühlmittel wieder.

„Obwohl sie für viele Anwendungen effektiv sind, haben solche Kompressionskältemaschinen Nachteile“, schreiben die Forscher um Pei. Sie seien sperrig und kompliziert im Aufbau. Man könnte sie kaum im Miniaturformat bauen, um damit beispielsweise Mobiltelefone zu kühlen. Zudem bräuchten solche Geräte vergleichsweise viel Energie.

Die US-Wissenschaftler gehen deshalb einen anderen Weg. Sie machen sich die sogenannte elektrokalorische Kühlung zunutze. Dabei wird an eine Kunststofffolie mit besonderen Eigenschaften eine elektrische Spannung angelegt. Das hat zur Folge, dass sich die elektrischen Ladungen in dieser Folie ausrichten. Dadurch nimmt sie aus ihrer Umgebung Wärme auf. Schaltet man die Spannung aus, gibt die Folie die Wärme wieder ab.

Dieses Prinzip sei zwar schon länger bekannt, sagt Sebastian Fähler vom Leibniz-Institut für Festkörper und Werkstoffforschung Dresden, der nicht an der Studie beteiligt war. Aber: „Pei und sein Team machen den entscheidenden Schritt, um ein solches System zur Anwendung zu bringen.“