Klimaanlage ohne Kältemittel: Forscher der Uni Saarland kühlen mit 3D-gedrucktem Nickel-Titan

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Klimaanlage ohne Kältemittel: Forscher der Uni Saarland kühlen mit 3D-gedrucktem Nickel-Titan
Quelle: Oliver Dietze

Auf der Hannover Messe 2026 zeigt die Universität des Saarlandes die "nächste Ausbaustufe der Elastokalorik": 3D-gedruckte Kühlmittelstrukturen aus Nickel-Titan sollen noch mehr Kühlfläche bieten - ganz ohne chemische Kältemittel, Öl oder Gas.

Auf den ersten Blick bezeichnet die Universität des Saarlandes selbst die Strukturen als stilvolle Deko-Objekte - tatsächlich handelt es sich hierbei aber um die nächste Entwicklungsstufe einer Technologie, die das Kühlen und Heizen grundlegend verändern könnte.

Gemeint sind glänzende, 3D-gedruckte Nickel-Titan-Strukturen mit komplexer Geometrie und poröser innerer Oberfläche. Die Saarbrücker Forscher nennen sie nicht weniger als "die nächste Ausbaustufe der Klimatechnologie Elastokalorik".

Kein Kältemittel, kein Gas

Das Grundprinzip dieser Elastokalorik ist schnell erklärt: Nickel-Titan besitzt ein Formgedächtnis und zwei Kristallphasen, die ineinander übergehen können.

"Die Legierung ist bei Raumtemperatur in einer Hochtemperaturphase. Durch Zug oder Druck zwingen wir sie mechanisch in die Niedertemperaturphase. Dabei wird Wärme abgegeben, das Material wird warm", erläutert Prof. Paul Motzki, der im Bereich smarte Materialsysteme für innovative Produktion an der Universität des Saarlandes arbeitet.

  • Wird das Material anschließend entlastet, kehrt es in die Hochtemperaturphase zurück - und entzieht dabei der Umgebung Wärme; das Material wird also kalt.
  • Strömt Luft oder Wasser an diesen Elementen vorbei, transportiert sie wiederum Wärme von einem Ort zum anderen.

Hierfür sind weder Kompressor noch chemische Kältemittel nötig; laut der Pressemitteilung ist die Klimatechnologie "so sauber wie der Strom, der sie antreibt".

3D-Druck für maximale Kühlfläche

Bislang konzentrierte sich das Saarbrücker Team auf Bündel aus haarfeinen Drähten und dünne Bleche aus Nickel-Titan. Der neue Ansatz mit der ebenfalls beteiligten 3D-Druck-Gruppe von Prof. Dirk Bähres zielt auf eine deutlich vergrößerte Kontaktfläche.

Je größer die Oberfläche, umso effizienter läuft der Wärmeübergang an das jeweilige Medium - Luft oder Wasser.

Die im 3D-Drucker gefertigten Strukturen sollen durch ihre poröse Innengeometrie sowohl innen als auch außen möglichst viel Fläche für den Kühl- und Heizeffekt bereitstellen. Außerdem besitzt Nickel-Titan integrierte Sensoreigenschaften: "Jede Verformung lässt sich einem konkreten Messwert des elektrischen Widerstands zuordnen", wie Motzki erklärt.

Neben der neuen Geometrieforschung treibt das Team die Alltagstauglichkeit der bestehenden Draht- und Blechsysteme voran. Ziel ist eine Lebensdauer von über einer Million Zyklen für Drahtbündel. Gleichzeitig werden die Bauteile so konstruiert, dass sie sich im Wartungsfall schnell und einfach austauschen lassen.

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    • Kommentare (64)

      Zur Diskussion im Forum
      • Von inhuman_nature Software-Overclocker(in)
        Zitat von Thomas5010
        Pellets sind m.E. Abfallprodukte. Belasten die Umwelt nicht arg. Es müssen meines Wissens keine Bäume gefällt werden, um extra Pellets zu erzeugen. Wie geschrieben: Ein Abfallprodukt, was bei der Bearbeitung mit Holz heimfällt und was sonst sowieso entsorgt werden müsste.

        Aber Pellets unterliegen Preisschwankungen. Aber günstig ist es in der Vergangenheit immer gewesen.
        Naja, gibt es nicht auch andere Nutzzwecke mit denen Pellets konkurrieren? Zur Herstellung von Karton/Pappe, anderen Zelluloseprodukten? Eine Frage wäre, wieviel Abfallprodukte anfällt bzw. höchstens anfallen kann und wofür alles in welcher Menge benötigt werden. Angestiegen ist bspw. in den letzten Jahren der Versandbedarf (Online-Shopping). Dann weiß ich nicht, inwieweit auch aus dem Grundstoff auch Möbel o.ä. hergestellt würden ...
        Siehe auch beispielhafte Kritik hier:
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        Edit: sorry für die Schreibfehler anfänglich
      • Von inhuman_nature Software-Overclocker(in)
        Zitat von Thomas5010
        Pellets sind m.E. Abfallprodukte. Belasten die Umwelt nicht arg. Es müssen meines Wissens keine Bäume gefällt werden, um extra Pellets zu erzeugen. Wie geschrieben: Ein Abfallprodukt, was bei der Bearbeitung mit Holz heimfällt und was sonst sowieso entsorgt werden müsste.

        Aber Pellets unterliegen Preisschwankungen. Aber günstig ist es in der Vergangenheit immer gewesen.
        Naja, gibt es nicht auch andere Nutzzwecke mit denen Pellets konkurrieren? Zur Herstellung von Karton/Pappe, anderen Zelluloseprodukten? Eine Frage wäre, wieviel Abfallprodukte anfällt bzw. höchstens anfallen kann und wofür alles in welcher Menge benötigt werden. Angestiegen ist bspw. in den letzten Jahren der Versandbedarf (Online-Shopping). Dann weiß ich nicht, inwieweit auch aus dem Grundstoff auch Möbel o.ä. hergestellt würden ...
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        Edit: sorry für die Schreibfehler anfänglich
      • Von Andreas1975 Volt-Modder(in)
        Zitat von inhuman_nature
        Genau. Jetzt liebäuge ich mit sowas. https://www.cargo-runner....

        Eigentlich hatte ich von Fiat die Tres im Auge aber die ist noch nicht verfügbar und ich möchte Ersatz.
        Zitat von Thomas5010
        Pellets sind m.E. Abfallprodukte. Belasten die Umwelt nicht arg. Es müssen meines Wissens keine Bäume gefällt werden, um extra Pellets zu erzeugen. Wie geschrieben: Ein Abfallprodukt, was bei der Bearbeitung mit Holz heimfällt und was sonst sowieso entsorgt werden müsste.
        Richtig. Sonst wäre es auch völliger Unsinn.
      • Von Thomas5010
        Zitat von inhuman_nature
        Dito! So ist das eine gute Sache, zumal es im Bestand genutzt wird. Mensch könnte nun das große Aber rausholen. Denn für viele Umsteiger:innen ist die Heizung mit Holz weder erwünscht noch geeignet. Es gibt da die Problematik der endlichen Quellen für Holz/Pellets, Nachwachsproblematik in einer Welt hohen bzw. wachsenden Holz/Zellulose-Bedarfs und das eigentlich zu schützende Wälder aus Profitgründen gerodet werden. Wenn mensch reguläre regionale Quellen nutzt, kann mensch dem entgehen - bspw. zu schlagendes Holz von Knicks oder aus Privatgärten. Des weiteren ist Feinstaubbelastung sowohl für Nachbar:innen ein Problem bzw. kann auch eines für die Nutzer:innen sein. An sich sollte gutes Holz eingespeichert bzw. verbaut werden, um so natürliche Einspeicherung zu nutzen und Wiederaustoß von Treibhausgasen zu vermeiden.
        Für [Ins Forum, um diesen Inhalt zu sehen] und Leute, die bisher mit Holz heizen, würde ich so was weitestgehend als okay ansehen, aber nicht Umsteiger:innen von fossilen Heizungen empfehlen. Definitiv lieber Klimasplitanlagen oder Wärmepumpen.
        Pellets sind m.E. Abfallprodukte. Belasten die Umwelt nicht arg. Es müssen meines Wissens keine Bäume gefällt werden, um extra Pellets zu erzeugen. Wie geschrieben: Ein Abfallprodukt, was bei der Bearbeitung mit Holz heimfällt und was sonst sowieso entsorgt werden müsste.

        Aber Pellets unterliegen Preisschwankungen. Aber günstig ist es in der Vergangenheit immer gewesen.
      • Von inhuman_nature Software-Overclocker(in)
        Zitat von Andreas1975
        2 Takter meiner Ape
        Meinst Du so was?
        [Ins Forum, um diesen Inhalt zu sehen]
      • Von Andreas1975 Volt-Modder(in)
        Zitat von inhuman_nature
        Für @Andreas1975 und Leute, die bisher mit Holz heizen, würde ich so was weitestgehend als okay ansehen, aber nicht Umsteiger:innen von fossilen Heizungen empfehlen. Definitiv lieber Klimasplitanlagen oder Wärmepumpen.
        Ja sehe ich ebenso. Seinerzeit war das die vom Energieberater offerierte Option. Wärmepumpen waren da noch keine Option. Aufgrund der Dachfläche wäre eine Versorgung mit Wärme, auch im Winter, mit Solarthermie möglich gewesen aber aufgrund des erfoderliche großen Speichers nicht im Ansatz finanzierbar. So wie auch eine Tiefbohrung um damit eine Wasser Wärmepumpe zu betreiben.
        Sollte ich noch mal eine Heizung kaufen wird es kein Holz mehr werden. Habe ja ein niedrig Temperatur System und damit alle Optionen.
        Was natürlich ein großes Plus ist, dass die Palletsheizung sehr wartungsfreundlich ist. Sprich das kann man ähnlich wie bei einem 2 Takter meiner Ape alles selber machen.
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