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pte20210921013 Umwelt/Energie, Produkte/Innovationen

Kühlen mit Salz, Wasser und solarer Wärme

Ammoniumnitrat einfach aufgelöst - Kreislaufprozess funktioniert völlig ohne elektrische Energie


Salzbasierte Klimaanlage in der Wüste (Illustration: Wenbin Wang, kaust.edu.sa)
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 http://kaust.edu.sa , um Räume und Lebensmittel zu kühlen - und das ohne elektrische Energie. Wenbin Wang und sein Doktorvater Peng Wang verwenden den 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 vorne beginnen.

Ammoniumnitrat als Schlüssel

"In sonnenreichen Regionen ohne Stromanschluss ist es attraktiv, die Wärme der Sonne zum Kühlen zu nutzen", sagt Wenbin Wang. Gemeinsam mit Professor Wang hat er ein zweistufiges Kühl- und Regenerationssystem entwickelt. 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.

"Die außergewöhnliche Kühlkraft des Ammoniumnitratsalzes ist auf seine hohe Löslichkeit zurückzuführen", unterstreicht 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.

Kühlwirkung für bis zu 15 Stunden

Das Wang-Team hat das Verfahren getestet, indem es das Salz allmählich in einem metallenen Becher auflöste, der in eine isolierende Hülle aus Polystyrenschaum, besser bekannt als Styropor, eingebettet war. Binnen 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 im nächsten Zyklus wiederzuverwenden. Das ist wichtig für Regionen, in denen Wasser knapp ist. Da die Forscher bewusst auf den Einsatz von elektrischer Energie verzichtet haben, sind alle Prozesse von Hand zu erledigen.

(Ende)
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