Mit Fasern kühlen – neue Klimaanlagen könnten die Umwelt schonen.

Wenn Fasern gedreht werden, entsteht Wärme. Ein Prinzip, dass in der Wissenschaft bereits bekannt ist. Wissenschaftler der Universitäten von Texas und Nankai (China) fanden jetzt jedoch heraus: Beim Entspannen verdrehter Fasern entsteht genau das Gegenteil.


Dass bei der Dehnung eines Gummibands Wärme erzeugt wird und Kälte, wenn es sich wieder entspannt, ist nicht neu. Dieses Prinzip nennt man elastokalorische Kühlung. Dieses Verhalten von Naturkautschuk ist seit dem frühen 19. Jahrhundert bekannt. Um jedoch eine hohe Kühlung zu erzielen, muss eine große Dehnung entspannt werden.


Ein internationales Forscherteam unter der Leitung der Universität von Texas und der Nankai Universität in China ließen sich auch von der Entwicklung künstlicher Muskeln inspirieren. Diese basieren auf verdrillten Fasersystemen, die sich an- und entspannen können. Für die Teste wurden daher Naturkautschuk, der mit einer Farbe beschichtet wurde sowie gewöhnliche Angelschnüre und Nickel-Titan-Draht genutzt.

Klimaanlage eines Einkaufszentrums (Foto: Pixabay, lizensfreie Bilder)

In Versuchen fand man heraus, dass es auf den Grad des Aufwickelns ankommt. Wenn die Gummifasern so stramm wie möglich aufgewickelt sind, erreichte man beim Entwickeln ein entsprechendes Tempo. Dadurch entstand eine Oberflächenkühlung von bis zu 15,5 Grad Celsius. Mit einer zusätzlichen Dehnung konnte sogar noch ein Grad mehr erzielt werden. Bei der Verwendung von Angelschnüren konnte lediglich einer Abkühlung von 5,1 Grad erzielt werden.


Das beste Ergebnis jedoch lieferten die Versuche mit Nickel-Titan-Drähten. Während bei einem einfachen Draht bereits 17 Grad Abkühlung erreicht wurden, konnte mit einem Vierdrahtbündel sogar 20,8 Grad erreicht werden. Ein dreilagiges Nickel-Titan-Drahtkabel, das sie in ein eigens dafür gebautes Gerät legten, kühlte einen Wasserstrahl um bis zu 7,7 Grad Celsius ab.


Das Forscherteam glaubt, dass diese Ergebnisse dazu beitragen können, umweltfreundlichere Möglichkeiten für Kühltechniken zu entwickeln. Denn obwohl in heutigen Kühlschränken in der Regel Propan und Butan – beides sind ungiftige Gase - eingesetzt werden, haben sie beim Entweichen klimaschädliche Folgen.


Außerdem gehen heute rund 20 % des weltweiten Energieverbrauchs zu Lasten von Kälteanlagen. Die neue technologische Entwicklung könnte ermöglichen, Kälteanlagen komplett klimafreundlich und ernergieeffizient herzustellen. Die Ergebnis der Forscher hätten also großes Potenzial und eine entsprechende Wirkung.


Quelle Ingenieur.de


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