Je leest:

Efficiënter koelen met magneet

Efficiënter koelen met magneet

Auteur: | 15 oktober 2012

Magnetische koeling is veel efficiënter en stiller dan traditionele koelprocessen. FOM en BASF hebben een nieuw materiaal gevonden waardoor magnetisch koelen beter toe te passen is. Wellicht kan de methode nu ook commercieel doorbreken.

De supermarkten in Nederland verbruiken 746.000 MWh/j aan koelen en vriezen. Dat is evenveel als het verbruik van ongeveer 200 duizend huishoudens.
Ralf Roletschek

De Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM) en het internationale chemieconcern BASF werken samen aan een project over magnetisch koelen. “Magnetisch koelen is een proces dat geen broeikasgassen of ozonafbrekende chemicaliën gebruikt.", vertelt Bennie Reesink van BASF. “Bovendien is het een fluisterzacht proces.”

Een ander, belangrijk voordeel is dat deze manier van koelen vijftig procent minder energie verbruikt. Reesink: “Magnetisch koelen is heel efficiënt omdat je er weinig energie in hoeft te stoppen en het haast geen energie verliest tijdens het proces.”

Dit is een genomineerd idee uit het project Enlightenmentz, dat lichtende voorbeelden voor een duurzame toekomst in het zonnetje wil zetten. De enlightenmentz of the year 2012 worden op 1 en 2 november bekend gemaakt tijdens het congres Energy 4 Next Generations II – Designing a Sustainable Future. Het congres is in Science Center NEMO, waar ook een kleine tentoonstelling aan de ideeën wordt gewijd van 1 tot en met 4 november.

Bij magnetisch koelen wordt een element gemaakt van een speciale legering en in een magnetisch veld geplaatst, waardoor het opwarmt. Als dit element weer uit het magnetisch veld wordt gehaald, koelt het af en wordt het zelfs kouder dan het in eerste instantie was. Hierdoor kan het de warmte uit de omgeving opnemen en dus de omgeving koelen (zie het kader).

Doorbraak

De grote doorbraak van het project is de ontdekking van een nieuwe legering met mangaan, fosfor, ijzer en silicumverbindingen. Andere legeringen bestaan uit stoffen die schaars of duur zijn, zoals Gadolinium of Terbium. De stoffen in de nieuwe legering zijn minder schadelijk, betaalbaar en minder schaars. Nog een verbetering is dat dit materiaal ook werkt bij kamertemperatuur en bij een minder groot magnetisch veld.

Wellicht zorgt het nieuwe materiaal ervoor dat deze koelingsmethode ook commercieel toegepast gaat worden. Het principe van magnetisch koelen is al ontdekt in 1880 en sinds 1930 werken er al wetenschappers mee. Door de hoge temperatuureisen en de dure materialen brak het eerder echter niet door.

Het magnetocalorisch effect

Het principe van magnetisch koelen is gebaseerd op het magneto-calorisch effect. Dat effect werkt als volgt: De atomen in de legering hebben allemaal een eigen magnetisch veldje. Deze kun je voorstellen als kompasnaaldjes. Die staan normaal ongeordend alle kanten op. Maar zodra het materiaal in een extern magneetveld komt, richten al deze kompasnaaldjes zich dezelfde kant op, in de richting van het magnetisch veld.

De naaldjes hebben op dat moment minder energie nodig, ze staan stil. Die energie ‘gooien ze weg’ in de vorm van warmte – daardoor wordt het materiaal warmer. De koelkast voert die warmte af door er een een vloeistof of gas langs te leiden. Als je het magneetveld weer uitzet, nemen de naaldjes weer een willekeurige positie in, maar hiervoor hebben ze wel energie nodig. Die energie onttrekken ze uit hun omgeving, waardoor de temperatuur daalt.

BASF

Meer informatie:

Lees ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 15 oktober 2012

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.