Tragbarer Mini-Kühler für Kleidung entwickelt

Experten der University of California, Los Angeles nutzen elektrokalorischen Effekt gezielt aus

Prototyp des elektrokalorischen Kühlers (Foto: UCLA Soft Materials Research Laboratory)

Los Angeles (pte013/15.01.2025/11:30) - Forscher der University of California, Los Angeles ( https://www.ucla.edu/ )(UCLA) haben ein kleines mobiles Kühlaggregat entwickelt, das Temperaturen um gut acht Grad Celsius reduziert. "Da die Durchschnittstemperaturen im Zuge des Klimawandels weiter steigen, wird der Umgang mit Hitze zu einem kritischen Gesundheitsproblem. Wir brauchen eine Vielzahl von Lösungen für das Problem, und unser neues Kühlsystem könnte die Grundlage für eine solche Lösung sein", so UCLA-Entwickler Qibing Pei.

Kleiner als ein Keks

Das Gerät nutzt den sogenannten elektrokalorischen Effekt, bei dem ein elektrisches Feld eine vorübergehende Änderung der Temperatur eines Materials verursacht. Das Herzstück des Geräts ist ein kreisförmiger Stapel von sechs dünnen Polymerfilmen mit einem Durchmesser von rund 2,5 Zentimetern und einer Dicke von gut sechs Millimetern für den gesamten Stapel - also kleiner als ein Keks.

Jede Schicht ist auf beiden Seiten mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen beschichtet. Der Stapel ändert seine Form, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird. Beim Aktivieren des elektrischen Feldes, werden die gestapelten Schichten paarweise gegeneinander gepresst. Wird der Strom abgeschaltet, lösen sich die gestapelten Paare voneinander und drücken dann gegen die anderen benachbarten Schichten.

Dabei verändert sich die Kristallstruktur innerhalb der Materialien. In der Folge erwärmt sich die Oberfläche, während die gegenüberliegende Fläche sich abkühlt. Die Wärme wird in Form von Strahlung an die Umwelt abgegeben. Eine kontinuierliche Kühlung wird erzielt, wenn das Feld von Wechselstrom erzeugt wird.

Gekühlte Kleidungsstücke

"Unser Gerät ist effektiver als Klimaanlagen", verspricht Hanxiang Wu, der bei Pei promoviert hat, verbraucht also weniger Strom, was vor allem für den mobilen Einsatz wichtig ist. "Da wir dünne, flexible Folien verwenden, ist die elektrokalorische Kühlung ideal für Kleidungsstücke der nächsten Generation, die uns unter anstrengenden Bedingungen kühl halten können. Sie könnte auch zur Kühlung von Elektronik mit flexiblen Komponenten verwendet werden", meint Pei.

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