Als een slang wordt opgedraaid dan wordt die warmer (geel). Bij ontdraaien koelt die af (oranje en bruin) (afb: univ van Texas)

Verdraaide materialen kunnen voor koeling zorgen en zijn daarmee milieuvriendelijker en efficiënter dan de huidige koelsystemen die het moeten hebben van fasewisselingen van ‘verdachte’ stoffen. Dat stelt Ray Baughman van de universiteit van Texas. Hij heeft met collega’s een systeem ontwikkeld waarbij materiaal wordt verdraaid en weer ontdraaid (als dat een woord is).

De onderzoekers verdraaiden titaandraad en ontdekten dat het ontdraaien verkoeling bracht. Ook andere materialen zoals rubber of vissnoer vertoonde zo’n koeleffect. Bij de ‘normale’ koelkasten wordt er gebruik gemaakt van de warmteprocessen bij faseveranderingen (gas vloeibaar levert warmte op, vloeibaar gas kost warmte). Daarvoor worden broeikasgassen gebruikt.
Verdraaikoeling heeft dat probleem niet. Die zou ook rendabeler zijn (in energietermen). Het theoretisch maximum voor een titaankoelkast zou 67% zijn terwijl de huidige koelkasten niet hoger komen dan 60%. Zelfs als we koelsystemen maar een fractie efficiënter maken dan heeft dat een grote invloed op ons energieverbruik, stelt Baughman. Koelkasten, luchtbehandelingssystemen (binnenklimaatsystemen) en warmtepompen zouden wereldwijd verantwoordelijk zijn voor een kwart van het stroomverbruik, stelt hij.

Model

Om hun theoretische rekenwerk te testen bouwden de onderzoekers een koelkast van kunststof pijp met een staaf van gedraaid nikkel met titaandraad daarin. Ze lieten water door de buis lopen en lieten het materiaal ontdraaien. In een loop koelde het systeem het water met 4,7°C.
De huidige koelkasten hebben qua rendement zo’n beetje het theoretische maximum bereikt. De verdraaikoelkast is nog geen echte koelkast. “Het houdt nog geen rekening met inefficiëntie in het omzetten van elektrische energie in mechanische”, zegt Baughman. We zijn in gespannen afwachting.

Bron: New Scientist