Professor Paul Motzki von der Universität des Saarlandes entwickelt Kühlaggregate ohne Kältemittel und ohne fossile Brennstoffe.

Mit einem Budget von 95,5 Milliarden Euro fördert die EU in ihrem zentralen Förderprogramm „Horizont Europa“ von 2021 bis 2027 bahnbrechende Forschung und Innovation. Auch mit dem Ziel, die industrielle Wettbewerbsfähigkeit Europas zu erhöhen und Märkte zu revolutionieren. Großes Potenzial sieht sie in einer neuen Kühl- und Heiztechnologie namens Elastokalorik, zu deren Pionieren Professor Paul Motzki von der Universität des Saarlandes gehört.

Gleich zwei hochdotierte Förder-Auszeichnungen hat die EU den Forschungsprojekten des Saarbrücker Teams um Paul Motzki verliehen: vier Millionen Euro aus der „EIC Pathfinder Challenge“ und 1,5 Millionen Euro über fünf Jahre aus den „ERC Starting Grants“. Bereits 2024 listete das Weltwirtschaftsforum die Elastokalorik zu den „TOP Ten Emerging Technologies“.

Materialien mit „Gedächtnis“

Die relativ junge Technologie Elastokalorik beruht auf dem physikalischen Effekt bestimmter Materialien, bei mechanischer Be- und Entlastung Wärme abzugeben und aufzunehmen. Meist handelt es sich dabei um sogenannte Formgedächtnismaterialien, im Falle von Professor Motzki um Nickel-Titan-Legierungen. Er verwendet dünne Drahtbündel oder Bleche aus Nickel-Titan, die unter Zuglast Wärme an die Umgebung abgeben und bei anschließender Entlastung Wärme aufnehmen. Daher der Name Formgedächtnis.

Material, das sich „bewegt“

Die zweite Art Material, an dem das Team forscht, sind dünne, leichte Silikonfolien. Bei elektrischen Spannungsveränderungen geraten diese Folien in Bewegung: sie vibrieren, klopfen, drücken oder ziehen. Aus diesen Polymerfolien bauen die Saarbrücker Forschenden leichte, energiesparende Minimotoren, etwa neuartige Pumpen und Ventile. Auch Smartphone-Displays werden damit beschichtet, um Tasten entstehen und wieder verschwinden zu lassen oder eine Eingabe mit gezieltem Gegendruck der Folie am Finger zu bestätigen.

Die Kombination macht‘s

In der Kombination beider Material-Technologien vereinen Professor Motzki und sein Team die „künstlichen Muskeln“ aus Silikonfolie mit Minimotoren aus Nickel-Titan Legierung zu einem Prototyp einer Kühl-und-Heizanlage mit Elastokalorik-Technologie:

„Wir entwickeln Kühlaggregate, die extrem flach, kompakt und leicht sind und sich dadurch auch einfach in andere Systeme einbauen lassen.“

Den ersten Mini-Kühlschrank-Prototyp hat das Saarbrücker Team bereits gebaut, Projekte für die Kühlung in Fahrzeugen sind im Gange. Für die EU-Kommission gilt die Elastokalorik als zukunftsträchtigste Alternative zu bisherigen Kühlverfahren.

^{Sigrid Leger}

Der Beitrag Neuartige Kühl- und Heiztechnologie erschien zuerst auf Allgäuer Wirtschaftsmagazin.