Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS
Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS

SMARTer

Die Zukunft der Kühlung – nachhaltig, effizient und gasfrei

Kühlung ist aus unserem modernen Leben nicht mehr wegzudenken – ob für Lebensmittel im Supermarkt, in Rechenzentren oder für medizinische Produkte. Doch herkömmliche Kälteanlagen haben ein Problem: Sie basieren meist auf umweltschädlichen Gasen, die massiv zum Klimawandel beitragen. Das Projekt SMARTer (Sustainable Magnetic Materials for Advanced Refrigeration Technology) revolutioniert diese Technologie durch den Einsatz der magnetokalorischen Kühlung.

Wie funktioniert das?

Anstatt schädlicher Kältemittel nutzt diese innovative Technik spezielle magnetische Metalllegierungen und Wasser. Wenn diese Metalle einem Magnetfeld ausgesetzt werden, erwärmen sie sich; wird das Feld entfernt, kühlen sie ab. Dieser Prozess ist nicht nur frei von direkten Treibhausgasemissionen, sondern auch bis zu 35 % energieeffizienter als herkömmliche Gaskompressionssysteme.

Fraunhofer IWKS: Der Motor für die industrielle Umsetzung

Ein zentraler Erfolgsfaktor von SMARTer ist der Übergang von der Forschung im Labor hin zur wirtschaftlichen Produktion. Hier leistet das Fraunhofer IWKS einen entscheidenden Beitrag und fungiert als Brücke zur industriellen Anwendung.

Das Fraunhofer IWKS leitet das Arbeitspaket zur Materialskalierung (Material Upscaling) und stellt sicher, dass die benötigten Hochleistungslegierungen (auf Basis von Lanthan-Eisen-Silizium, kurz LaFeSi) in großen Mengen und gleichbleibend hoher Qualität verfügbar sind. Die Experten des Fraunhofer IWKS setzen dabei ihre einzigartige Expertise und Infrastruktur ein:

  • Skalierung der Produktion: Im schmelzmetallurgischen Technikum wird das sogenannte Strip-Casting-Verfahren optimiert, um Legierungen im Kilogramm-Maßstab herzustellen.
  • Präzisions-Pulvertechnologie: Mittels moderner Strahlmühlen (Jet-Milling) stellt das Fraunhofer IWKS ultrafeine Pulver her, die die Grundlage für die hocheffizienten Kühlelemente bilden.
  • Sicherheit und Handhabung: Da diese Spezialpulver hochreaktiv sein können, entwickelt das Fraunhofer IWKS sichere Protokolle für die Handhabung und den Transport unter Ausschluss von Sauerstoff, um die industriellen Sicherheitsstandards zu gewährleisten.

Durch diese Leistungen ermöglicht das Fraunhofer IWKS erst die wirtschaftliche Produktion der magnetischen Materialien, die für einen breiten Markteinsatz der Technologie unerlässlich sind.

Starke Partner für Europa

Unter der Koordination der MAGNOTHERM Solutions GmbH arbeitet das Fraunhofer IWKS gemeinsam mit der TU Darmstadt und der Universität Bordeaux daran, Europa als Spitzenreiter in der sauberen Kühltechnologie zu etablieren. Bis Ende 2027 soll eine marktreife Lösung vorliegen, die den globalen ökologischen Fußabdruck der Kühlindustrie nachhaltig reduziert.