Für den Versuchsaufbau kombinierten die Teams zwei unterschiedliche Funktionen von Formgedächtnislegierungen. Eine Folie zieht sich beim Erwärmen zusammen und erzeugt dadurch mechanische Arbeit. Diese Bewegung belastet und entlastet eine zweite Folie, deren reversible Kristallstrukturänderungen den elastokalorischen Kühleffekt hervorrufen.

Das Ergebnis

Im Prototyp erreichte das System bei einer Aktor-Temperatur von 86°C einen Temperaturunterschied von 4°C auf Bauteilebene. Das elastokalorische Kältemittel selbst zeigte eine Temperaturänderung von knapp 13°C. Der Aufbau funktionierte außerdem mit einer externen Wärmequelle von 130°C.

Die Ergebnisse belegen nach Angaben des Forschungsteams die experimentelle Machbarkeit des Konzepts. Der derzeitige Aufbau ist eine Machbarkeitsstudie und noch nicht auf maximale Kühlleistung optimiert. Als nächsten Schritt wollen die Forschenden mehrere Folien parallel betreiben, um die Kühlleistung zu erhöhen. Als mögliche Wärmequellen nennen sie unter anderem Abwärme und Sonnenenergie.

Die Arbeiten…

entstanden am Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT) des KIT in Kooperation mit der Universität Tsukuba. Gefördert wurden sie von der Carl-Zeiss-Stiftung im CZS-Nexus-Projekt, der Baden-Württemberg-Stiftung im Eliteprogramm für Postdoktorandinnen und Postdoktoranden sowie der Hector Fellow Academy.