Kühlen mit Salz, Wasser und solarer Wärme
Ammoniumnitrat einfach aufgelöst - Kreislaufprozess funktioniert völlig ohne elektrische Energie
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Salzbasierte Klimaanlage in der Wüste (Illustration: Wenbin Wang, kaust.edu.sa) |
Thuwal (pte013/21.09.2021/12:30)
Salz, Wasser und die Wärme der Sonne nutzen Forscher der König-Abdullah-Universität für Wissenschaft und Technologie im saudi-arabischen Thuwal, um Räume und empfindliche Lebensmittel zu kühlen. Elektrische Energie ist nicht nötig. Wenbin Wang und sein Doktorvater Peng Wang, Spezialist für Fotokatalyse, nutzen den starken Kühleffekt, der entsteht, wenn bestimmte Salze in Wasser gelöst werden. Nach jedem Kühlzyklus wird das jetzt stark salzhaltige Wasser durch solare Wärme erhitzt, sodass es verdampft und das Salz zurückbleibt. Dann kann der Zyklus von vorn beginnen.
[b]Mit Ammoniumnitrat klappt es am besten[/b]
„In sonnenreichen Regionen ohne Stromanschluss ist es attraktiv, die Wärme der Sonne zum Kühlen zu nutzen", sagt Wenbin Wang. Gemeinsam mit Professor Wang entwarf er ein zweistufiges Kühl- und Regenerationssystem. Im ersten Schritt wird Ammoniumnitrat in Wasser gelöst, ein Salz, das in großen Mengen zur Herstellung von Düngemitteln und Sprengstoff verwendet wird. Beim Vergleich von 20 unterschiedlichen Salzen hatte Ammoniumnitrat die beste Kühlwirkung, muss aber mit Vorsicht behandelt werden, weil es explosiv ist.
[b]Salziger Speicher für Klimakälte[/b]
„Die außergewöhnliche Kühlkraft des Ammoniumnitratsalzes ist auf seine hohe Löslichkeit zurückzuführen", sagt Wenbin Wang. Sie beträgt 208 Gramm pro 100 Gramm Wasser, während andere Salze im Allgemeinen unter 100 Gramm liegen. Dass es sehr billig ist fällt weniger ins Gewicht, weil es ja immer wieder verwendet werden kann. Es ist gewissermaßen ein Speicher für Klimakälte.
[b]Kühlwirkung hält 15 Stunden an[/b]
Das Wang-Team testete das Verfahren, indem es das Salz allmählich in einem metallenen Becher auflöste, der in eine isolierende Hülle aus Polystyrenschaum, besser bekannt als Styropor, eingebettet war. Innerhalb von 20 Minuten sank die Temperatur des Bechers von 25 auf 3,6 Grad Celsius. 15 Stunden lang blieb die Temperatur unterhalb von 15 Grad. Dann füllten die Forscher das salzige Wasser in einen anderen Behälter, der so konstruiert ist, dass er möglichst viel solare Wärme absorbiert. Das verdunstende Wasser fingen sie auf, um es in nächsten Zyklus wiederverwenden zu können, wichtig für Regionen, in denen Wasser knapp ist. Da die Forscher bewusst auf den Einsatz von elektrischer Energie verzichteten müssen alle Prozesse von Hand erledigt werden.
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