issenschaftler haben elastokalorische Materialien entwickelt, die Häuser heizen und kühlen können. Erfahren Sie, wie diese Technologie die Energieversorgung in Privathaushalten revolutionieren könnte.
Wie funktioniert der elastokalorische Effekt?Vorteile der neuen TechnologienProbleme, die noch zu lösen sindWarum könnte dies ein Durchbruch sein?Werden elastokalorische Wärmepumpen ersetzen?
Gibt es einen würdigen Nachfolger für Wärmepumpen? Deutsche Wissenschaftler unter der Leitung von Professor Paul Motzki arbeiten an einer Technologie, die weder Kompressoren noch Kältemittel benötigt. Alles, was man dazu braucht, ist … Metall zu biegen. Elastokalorik könnte bald die Art und Weise verändern, wie wir unsere Häuser heizen und kühlen.
Wärmepumpen gelten seit einigen Jahren als die vielversprechendste Heiztechnologie. Wissenschaftler der Universität des Saarlandes in Deutschland arbeiten jedoch an einer Lösung, die sie vollständig ersetzen könnte. Es handelt sich um elastokalorische Materialien, die den Effekt der Temperaturänderung unter mechanischer Belastung nutzen. Mit anderen Worten: Durch einfaches Dehnen und Loslassen des Materials entsteht ein Erwärmungs- oder Kühleffekt.
Diese Technologie wurde vom Weltwirtschaftsforum in die Liste der zehn vielversprechendsten Innovationen aufgenommen. Und das aus gutem Grund – ihr Potenzial ist enorm.
Wie funktioniert der elastokalorische Effekt?
Dieser Effekt basiert auf superelastischen Nickel-Titan-Legierungen. Dieses Material ist in der Lage, von einem Zustand in einen anderen überzugehen. Es gibt bei Dehnung Wärme ab und nimmt sie bei Rückkehr in seine ursprüngliche Form auf. Dadurch kann es gleichzeitig als Wärmepumpe und Klimaanlage fungieren.
Wichtig ist, dass dieser Prozess ohne den Einsatz von Kältemitteln abläuft, die in herkömmlichen Klimaanlagen oder Wärmepumpen für die Energieübertragung zuständig sind, aber auch negative Auswirkungen auf die Umwelt haben. Hier reicht die Flexibilität des Metalls selbst aus.
Vorteile der neuen Technologien
Untersuchungen zeigen, dass die Effizienz elastokalorischer Systeme bis zu zehnmal höher ist als die herkömmlicher Kühl- und Heizsysteme. In der Praxis bedeutet dies:
- geringerer Stromverbrauch,
- keine Emissionen schädlicher Kältemittel,
- Möglichkeit der präzisen Temperaturregelung in einzelnen Räumen,
- einfachere Konstruktion des Geräts und damit potenziell geringere Betriebskosten.
Die Wissenschaftler betonen auch, dass die Technologie vollständig intelligent sein kann – indem sie ihre Arbeit an die Temperatur in jedem einzelnen Raum anpasst und nicht nur im gesamten Gebäude.
Probleme, die noch zu lösen sind
Trotz der vielversprechenden Aussichten werden elastokalorische Elemente nicht sofort auf den Markt kommen. Die größte Herausforderung besteht darin, ein Gerät zu entwickeln, das eine effektive Luftzirkulation und einen stabilen Betrieb in einem Einfamilienhaus gewährleistet. Das Material funktioniert zwar von selbst, muss jedoch in Lüftungs- und Steuerungssysteme integriert werden.
Das zweite Problem ist die Langlebigkeit: Die Metalllegierung, die wiederholten Belastungen ausgesetzt ist, muss ihre Eigenschaften über viele Jahre hinweg beibehalten. Dies erfordert weitere Forschungen und Tests.
Warum könnte dies ein Durchbruch sein?
Angesichts der Klimakrise und steigender Energiepreise brauchen wir Technologien, die gleichzeitig effizient, erschwinglich und umweltfreundlich sind. Flexokalorische Heizungen erfüllen all diese Kriterien. Bei erfolgreicher Einführung in die Massenproduktion könnten sie nicht nur für Einfamilienhäuser, sondern auch für große öffentliche Gebäude zum Standard werden.
Es ist anzumerken, dass diese Technologie der Klimaneutralitätsstrategie der EU entspricht. Der Verzicht auf Kältemittel bedeutet keine zusätzlichen Emissionen, und die Senkung des Energieverbrauchs führt zu echten Einsparungen bei den Energiekosten.
Werden elastokalorische Wärmepumpen ersetzt?
Derzeit sind Wärmepumpen nach wie vor die beliebteste Lösung. Wenn sich die Arbeit an elastokalorischen Systemen jedoch als erfolgreich erweist, könnten sie zu einer ernstzunehmenden Konkurrenz werden. Effizienter, umweltfreundlicher und einfacher in der Anwendung – das sind Argumente, die beeindrucken.
Es ist noch nicht bekannt, wann die ersten Geräte in den Handel kommen werden, aber Experten gehen davon aus, dass dies innerhalb der nächsten Jahre geschehen könnte. Bis dahin bleibt uns nur, die Entwicklung der Forschung zu verfolgen und zu spekulieren, wie diese neue Technologie unsere Häuser verändern wird.
