Magnetisk køling

Magnetisk køling

Magnetisk køling er en lovende teknologi, der anvender magnetiske materialer som den aktive komponent, og ikke-flygtige væsker som vand eller alkohol til at overføre varmen til omgivelserne. Teknologien vil potentielt kunne levere mere effektiv og miljøvenlig køling inden for en lang række anvendelser.

Traditionel køleteknologi som den kendes fra fx husholdningskøleskabe er baseret på kompressorer. Kompressoren driver et gasformigt kølemiddel gennem en kølecyklus, der består af gentagen fortætning og fordampning af kølemidlet. Dette er en moden og pålidelig teknologi, men har ikke desto mindre en række ulemper. Således er de mest udbredte kølemidler alle drivhusgasser, hvortil kommer at effektiviteten af små kompressorer er begrænset.

Magnetisk køling er baseret på en fundamental termodynamisk egenskab ved magnetiske materialer, den såkaldte magnetokaloriske effekt. Den manifesterer sig i en ændring af materialets temperatur, når det placeres i et magnetfelt. Lignende effekter optræder i andre materialer når de udsættes for fx mekaniske spændinger (elastokaloriske materialer) eller elektriske felter (elektrokaloriske materialer). Den kendsgerning at disse effekter er reversible, gør at man kan opnå en højere effektivitet. Et "kalorisk" materiale kan anvendes som den aktive komponent i et køleapparat ved at flytte det ind og ud af et ydre felt, mens det udveksler varme med omgivelserne.

Institut for Energikonvertering og -lagring dækker alle aspekter af magnetisk køling, lige fra materialeforskning og -karakterisering til magnetdesign, avanceret modellering samt design og  konstruktion af systemer. Vi har således udviklet en række instrumenter og tenikker til at undersøge magnetiske materialers egenskaber i detaljer hvilket sammen med modellering gør det muligt at optimere systemdesignet. Teknologien har vi demonstreret i flere kølemaskine-prototyper med resultater der er verdensførende.

Som andre køleteknologier kan magnetisk køling udnyttes i “modsat” retning og fungere som en varmepumpe. Vi leder et større forskningsprojekt støttet af Innovationsfonden med et mål om at anvende den magnetokaloriske teknologi i varmepumper til huse. Desuden undersøger vi potentialet i andre kaloriske teknologier.

Kontakt

Christian Bahl
Seniorforsker
DTU Energi
46 77 54 91