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Umweltfreundliches Kühlmittel

27.04.2019

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass unter Druck stehende Kunststoff-Neopentylglykol-Kristalle eine kühlende Wirkung haben – so stark, dass sie mit herkömmlichen Kühlmitteln konkurrenzfähig sind. Darüber hinaus ist das Material kostengünstig, weit verbreitet und funktioniert bei Raumtemperatur.

Die Gase, die in den allermeisten Kühlschränken und Klimaanlagen verwendet werden – Fluorkohlenwasserstoffe und Kohlenwasserstoffe – sind giftig und brennbar. Wenn sie in die Luft gelangen, tragen sie auch zur globalen Erwärmung bei.

„Kältemittel und Klimaanlagen auf der Basis von HFCs und GCs sind relativ ineffizient“, sagte Dr. Xavier Moya von der University of Cambridge, der die Forschung zusammen mit Prof. Joseph Lluis Tamarit von der Polytechnic University of Catalonia leitete. „Das ist wichtig, weil Kälte- und Klimatechnik ein Fünftel der weltweit produzierten Energie verbrauchen und die Nachfrage nach Kälte immer weiter wächst.“

Um diese Probleme zu lösen, suchen Materialwissenschaftler auf der ganzen Welt nach alternativen festen Kältemitteln. Chris Moya, Fellow der Royal Society of the Cambridge Faculty of Materials and Metallurgy, ist einer der führenden Köpfe auf diesem Gebiet.

In ihrer Forschung beschreiben Moya und Mitarbeiter der Polytechnischen Universität Katalonien und der Universität Barcelona die enormen thermischen Veränderungen, die unter dem Druck von Kunststoffkristallen auftreten.

Herkömmliche Kältetechnologien basieren auf den Veränderungen, die auftreten, wenn sich ein Kompressor ausdehnt. Die meisten Kühlgeräte arbeiten durch Komprimieren und Expandieren von Flüssigkeiten. Wenn sich die Flüssigkeit ausdehnt, sinkt die Temperatur und kühlt die Umgebung ab.

Die Kühlung fester Partikel wird durch Veränderung der mikroskopischen Struktur des Materials erreicht. Diese Änderung kann durch Anlegen eines magnetischen, elektrischen Feldes oder einer mechanischen Kraft erreicht werden. Seit Jahrzehnten hinken diese Effekte den in Flüssigkeiten verfügbaren thermischen Veränderungen hinterher, aber die Entdeckung kolossaler barokalorischer Effekte in Neopentyllicol (NPG)-Kunststoffkristallen und anderen organischen Verbindungen hat ihr Potenzial ausgeglichen.

Aufgrund der chemischen Bindung lassen sich organische Materialien leichter komprimieren, und NPG wird häufig in der Synthese von Farben, Polyestern und Weichmachern verwendet. Es ist nicht nur weit verbreitet, sondern auch relativ günstig. Die Wissenschaftler wollen die Technologie bald auf den Markt bringen.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

Die Quantenmechanik überrascht uns immer wieder mit ihren mysteriösen Phänomenen und unerwarteten Entdeckungen. Kürzlich stellten Bartosz Regula vom RIKEN Center for Quantum Computing und Ludovico Lamy von der Universität Amsterdam eine neue Entdeckung vor, die sich mit der Quantenverschränkung und ihrem Zusammenhang mit der Entropie befasst. Quantenverschränkung spielt eine wichtige Rolle in der modernen Quanteninformationswissenschaft und -technologie. Aufgrund der Komplexität seiner Struktur ist es jedoch schwierig, es zu verstehen und zu verwalten. Die Entdeckung von Regulus und Lamy zeigt, dass die Quantenverschränkung einer Entropieregel folgt, die der für klassische Systeme ähnelt. Diese Entdeckung eröffnet neue Perspektiven im Bereich der Quanteninformationswissenschaft und -technologie und vertieft unser Verständnis der Quantenverschränkung und ihrer Verbindung zur Thermodynamik. Die Ergebnisse der Studie weisen auf die Möglichkeit der Reversibilität von Verschränkungstransformationen hin, was ihre Verwendung in verschiedenen Quantentechnologien erheblich vereinfachen könnte. Eine neue Regel öffnen ... >>

Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Die stärkste Energiequelle gefunden 13.11.2017

Israelische und amerikanische Physiker haben gezeigt, dass bei der Verschmelzung von Quarks bis zu 10-mal mehr Energie freigesetzt wird als bei der thermonuklearen Fusion.

Die Autoren kamen zu ähnlichen Schlussfolgerungen, als sie die Verschmelzung zweier kurzlebiger schwerer Baryonen analysierten. Es stellte sich heraus, dass die Geburt solcher Teilchen, die durch die Verschmelzung leichterer entsteht, wie bei einer thermonuklearen Reaktion mit der Freisetzung einer großen Energiemenge einhergeht.

Da Quarks im freien Zustand nicht beobachtet werden, gibt es dafür noch keine praktischen Anwendungen. Unterdessen stellen Wissenschaftler fest, dass ihre Arbeit bestätigt, dass im Universum stabile Formen exotischer Materie existieren.

Quarks bilden hadronische Materie, insbesondere die Nukleonen (Protonen und Neutronen), aus denen Atomkerne bestehen. Quarks werden in einem freien Zustand beobachtet, diese Eigenschaft, die als asymptotische Freiheit bezeichnet wird, manifestiert sich in einer Zunahme der Wechselwirkungskraft, wenn sich Teilchen voneinander entfernen.

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