Russische Wissenschaftler haben es geschafft, eine Reihe von Seltenerdmetalllegierungen zu entwickeln, die es in Zukunft ermöglichen werden, auf die Verwendung von Freon oder anderen Kältemitteln in Kühlschränken zu verzichten. Das Prinzip ihrer Arbeit liegt in der Fähigkeit, Wärme sowohl aufzunehmen als auch unter dem Einfluss eines Magnetfeldes abzugeben. Die Aufgabe, die vor den Wissenschaftlern gestellt wurde, bestand zunächst darin, einen Kühlschrank für den Einsatz in Raumstationen zu schaffen. Außerdem musste er eine kleine Masse, aber einen hohen Wirkungsgrad haben und ohne den Einsatz von Gas arbeiten. Jetzt können wir mit Sicherheit sagen, dass die Entwicklung in naher Zukunft die Schaffung solcher Kühleinheiten auf einem Magneten für den Einsatz im häuslichen Leben ermöglichen wird.
Was sind diese Seltenerdmetalle, die unsicheres Freon ersetzen können? Durch die Methode zahlreicher Tests gelang es den Wissenschaftlern immer noch, die optimale Kombination für die magnetische Kühlung aus Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium und Kobalt zu finden. Da Metalle teuer sind (sie kosten genauso viel wie Silber), musste ich daran arbeiten, wie ich ihre Kosten senken kann. Sie suchten seit den 1960er Jahren nach Lösungen und fanden sie in Aluminium. Die Forscher schlugen vor, dieses Material in die Legierungen aufzunehmen, da es die Eigenschaften von Seltenerdmetallen nicht nur bewahren, sondern auch deutlich verbessern kann.
Wie funktioniert das Kühlsystem in einem magnetischen Kühlschrank? Alternativ schlagen Wissenschaftler vor, ein Spinnrad mit Abschnitten zu verwenden, die die Kombination aus Metalllegierung selbst und einem permanent starken Magneten enthalten. Während der Drehung des Rades passiert die Legierung den Magneten und erwärmt sich. Die entstehende Wärme wird durch einen Wärmetauscher abgeführt, der mit Wasser gekühlt wird. Beim Verlassen der Wirkungszone des Magneten kühlt sich die Legierung dagegen ab. In diesem Fall nimmt die Temperatur im Wärmetauscher ab, daher wird auch der zweite kontinuierlich darin zirkulierende Wasserstrom gekühlt. Letzteres wird benötigt, um die Kälte in den Kammern des Magnetkühlschranks aufrechtzuerhalten.
Wissenschaftler argumentieren, dass Kühlschränke, die ein Magnetfeld zum Kühlen verwenden, effizienter und leiser sind als Geräte, die Freon verwenden. Natürlich müssen sie noch daran arbeiten, das Problem der Heterogenität der Temperaturverteilung in den Kammern zu lösen und die Zuverlässigkeit und Stabilität des Betriebs der Legierung selbst zu überprüfen. Da aber neben russischen Forschern auch Wissenschaftler aus Europa, den USA und Japan an der Schaffung eines magnetischen Kühlschranks arbeiten, kann man sicher sein, dass alle Mängel der magnetischen Kühltechnologie in naher Zukunft beseitigt werden.