In der Kältetechnik ist ein bedeutender Fortschritt bei der Entwicklung nachhaltiger Alternativen zu herkömmlichen Kompressionskältemaschinen gelungen.
Wie aus Berichten vom 21. September 2026 hervorgeht, haben Forscher der Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) das weltweit erste elastokalorische Kühlgerät vorgestellt, das eine sogenannte Null-Degradation aufweist. Das System behält seine Leistungsfähigkeit über einen langen Zeitraum stabil bei, ohne dass die für diese Technologie typischen Materialermüdungen auftreten.
Konstante Kühlleistung über eine Million Betriebszyklen
Das neue Gerät der HKUST erzielt eine konstante Kühlleistung von 400 W und erreicht dabei eine Temperaturspanne von 41 K (41°C). In Tests über eine Million Betriebszyklen hinweg konnten die Wissenschaftler keinen messbaren Leistungsverlust nachweisen.
Diese Beständigkeit gilt als entscheidender Durchbruch für die Marktfähigkeit der elastokalorischen Kühlung, die auf der Freisetzung und Absorption von Wärme bei der mechanischen Verformung von Formgedächtnislegierungen basiert.
Die wissenschaftlichen Details dieser Entwicklung wurden laut einem Bericht vom 20. September 2026 im Fachjournal Joule unter dem Titel „A zero-degradation elastocaloric cooling device using fatigue-resistant refrigerant“ veröffentlicht. Damit knüpfen die Forscher an vorangegangene Erfolge an: Ein früheres Gerät der Universität erreichte im Jahr 2025 bereits eine Kühlleistung von 1.284 W und stieß damit in den Kilowatt-Maßstab vor.
Innovation durch neue Legierungen und optimierte Strukturen
Ein wesentlicher Faktor für die Langlebigkeit des Systems ist die Wahl des Kältemittels. Anstelle der herkömmlichen Nickel-Titan-Verbindungen (NiTi) setzten die Forscher auf eine spezielle TiNiCuCo-Legierung, die aus Titan, Nickel, Kupfer und Kobalt besteht. Diese Materialzusammensetzung gilt als besonders ermüdungsbeständig.
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Zusätzlich wurde die mechanische Architektur des Geräts überarbeitet. Eine neu entwickelte doppelschichtige Rippenstruktur sorgt dafür, dass die einzelnen Komponenten extremen Belastungen standhalten. In Belastungstests hielten diese Bauteile mehr als 10 Millionen Kompressionszyklen stand.
In einem beschleunigten Ermüdungstest für das Gesamtsystem zeigten sich selbst nach 100 Millionen Zyklen keine funktionalen Verschlechterungen. Auf Basis dieser Daten gehen die Forscher davon aus, dass die Betriebsdauer unter realen Bedingungen mehr als zehn Jahre betragen könnte, wobei es sich hierbei noch um eine Projektion handelt.
Effizienzsteigerung und zukünftige Anwendungsfelder
Neben der Haltbarkeit stand die Effizienz des Aufbaus im Fokus der Entwicklung. Das Team konnte die Anzahl der benötigten Komponenten um 50 % reduzieren. Gleichzeitig sank der Anteil der energetisch ineffektiven Geräteteile von zuvor 15 % auf nunmehr 5 %.
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Trotz dieser Fortschritte befindet sich das Gerät derzeit noch im Stadium eines Laborprototyps. Das Forscherteam unter der Leitung von Professor Qingping Sun arbeitet aktuell daran, die Energieeffizienz weiter zu steigern sowie die Leistungsdichte und die Herstellungskosten zu optimieren.
Professor Sun bereite zudem die Entwicklung einer Klimaanlage vor, die auf dieser Technologie basiert. Konkrete Angaben zu einem möglichen Marktstart, zum Verkaufspreis, zur kommerziellen Baugröße oder zum Geräuschpegel sowie zum Leistungsgrad (COP) liegen zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht vor.
