Magnetokalorische Kühlsysteme stellen eine vielversprechende, umweltfreundliche Alternative zu kompressorbasierten Kühlsystemen dar – diesem Thema widmeten sich Alexandra Kaube und Dr. Lena Maria Maier in ihren Arbeiten, die nun beide mit Nachwuchsförderpreisen der Eva Mayr-Stihl Stiftung ausgezeichnet wurden. Überreicht wurden die Preise im Rahmen der Eröffnung des Akademischen Jahres 2021/2022 an der Universität Freiburg von Robert Mayr und Universitätsrektorin Prof. Dr. Kerstin Krieglstein.

Fluidrückführung für thermische Langzeitstabilität

In ihrer Masterarbeit beschäftigte sich Alexandra Kaube mit der thermischen Langzeitstabilität magnetokalorischer Kühlsysteme. Für ein am Fraunhofer IPM entwickeltes System konzipierte sie eine Fluidrückführung, die die Austrocknung des magnetokalorischen Materials verhindert und so eine längere thermische Stabilität ermöglicht. »Das Ursprungssystem konnte die Temperaturdifferenz nur wenige Minuten aufrechterhalten. Durch die Fluidrückführung haben wir es geschafft, diese Zeitspanne auf mindestens eineinhalb Stunden zu erhöhen«, berichtet die Forscherin. Außerdem wurde im Rahmen ihrer Arbeit das Arbeitsfluid von Methanol auf Wasser umgestellt – eine nicht brennbare und nicht gesundheitsgefährdende Alternative. Für ihre Leistung wurde Alexandra Kaube mit dem Robert-Mayr-Preis für exzellente Masterarbeiten ausgezeichnet.

Latenter Wärmeübertrag steigert spezifische Leistung

Die Dissertation von Dr. Lena Maria Maier widmet sich der Frage, wie die spezifische Leistung eines magnetokalorischen Kühlsystems so gesteigert werden kann, dass die Technologie mit derzeit gängigen Kühlsystemen konkurrieren kann. Dafür entwickelte sie ein innovatives Wärmeübertragskonzept: »Anders als bei bisherigen Systemen erfolgt der Wärmeübertrag in unserem System latent über das Kondensieren und Verdampfen eines Fluids«, erklärt die Wissenschaftlerin. »So erreichen wir rekordverdächtige Werte: Sowohl die spezifische Kühlleistung als auch die Zyklusfrequenz unseres Systems sind um eine Größenordnung höher als der Stand der Technik«. Dr. Lena Maria Maier erhielt für ihre Arbeit den Eva-Mayr-Stihl-Preis für herausragende Dissertationen auf dem Gebiet der Nachhaltigkeitsforschung.