{"id":24658,"date":"2024-05-10T00:03:20","date_gmt":"2024-05-09T22:03:20","guid":{"rendered":"https:\/\/borncity.com\/senioren\/?p=24658"},"modified":"2024-05-10T14:37:58","modified_gmt":"2024-05-10T12:37:58","slug":"in-entwicklung-solid-state-polymer-waermepumpe","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/2024\/05\/10\/in-entwicklung-solid-state-polymer-waermepumpe\/","title":{"rendered":"In Entwicklung: Solid-State-Polymer-W\u00e4rmepumpe"},"content":{"rendered":"<p>Mal ein Blick in die Zukunft. Chinesische Forscher haben eine W\u00e4rmepumpe mit einer g\u00e4nzlich neuen Technologie getestet. Es ist eine sogenannte Solid-State-Polymer-W\u00e4rmepumpe, die nicht mit K\u00e4ltemitteln und Kompressor, sondern mit einem elektrischen Kondensator arbeitet. Das k\u00f6nnte die Ger\u00e4t in Zukunft revolutionieren.<\/p>\n<p><!--more--><\/p>\n<h2>Konventionelle W\u00e4rmepumpen<\/h2>\n<p>Bisherige <a href=\"https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/W%C3%A4rmepumpe\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">W\u00e4rmepumpen<\/a> arbeiten als \"K\u00e4ltemaschinen\" und werden mit einem geschlossenen K\u00e4ltemittelkreislauf betrieben. Das K\u00e4ltemittel verdampft bei niedrigem Druck unter W\u00e4rmezufuhr und nach der Verdichtung kondensiert das K\u00e4ltemittel unter Abgabe der Nutzw\u00e4rme. Der Abluft, der Au\u00dfenluft, dem Erdboden, dem Abwasser oder dem Grundwasser kann W\u00e4rme durch Einsatz einer W\u00e4rmepumpe entzogen werden. Die Funktionsweise &#8211; \u00e4hnlich wie bei einem K\u00fchlschrank &#8211; ist auf <a href=\"https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/W%C3%A4rmepumpe\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Wikipedia beschrieben<\/a>.<\/p>\n<h2>Solid-State-Polymer-W\u00e4rmepumpe<\/h2>\n<p>Gerade bin ich im Internet auf einen Artikel\u00a0<a href=\"https:\/\/arstechnica.com\/science\/2024\/05\/a-single-polymer-works-as-a-complete-heat-pump\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Solid-state polymer heat pump gets rid of the heat itself<\/a> gesto\u00dfen, in dem eine g\u00e4nzlich andere Technologie beschrieben wird. Diese wurde von Forschern an der \u00a0Shanghai Jiao Tong University in einer Forschungsarbeit untersucht und beschrieben.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/arstechnica.com\/science\/2024\/05\/a-single-polymer-works-as-a-complete-heat-pump\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone\" title=\"Solid-State-Polymer-W\u00e4rmepumpe\" src=\"https:\/\/i.postimg.cc\/9Qx3Dgjc\/image.png\" alt=\"Solid-State-Polymer-W\u00e4rmepumpe\" width=\"588\" height=\"515\" \/><\/a><\/p>\n<p>Wird ein elektrischer Kondensator geladen oder entladen, kommt es zu einem Phasen\u00fcbergang in der internen Struktur. Bei diesem Phasen\u00fcbergang \u00e4ndert sich der W\u00e4rmeinhalt des Kondensators erheblich. Man k\u00f6nnte also heizen oder k\u00fchlen, je nachdem, ob der Kondensator geladen oder entladen wird.<\/p>\n<p>Nun verwendeten die Forscher ein spezielles Polymer namens Poly-Vinylidenfluorid-Trifluorethylen-Chlorfluorethylen. Das ist ein bekanntes elektrokalorisches Material, dessen Varianten bei der Aufnahme von Ladungen ihre Form \u00e4ndern.<\/p>\n<p>Den Forschern gelang es, nachdem die chemischen Abl\u00e4ufe gekl\u00e4rt waren, ein spezielles Polymer herzustellen, das starke Temperatur- und Formeffekte aufwies. Die Verwendung als W\u00e4rmepumpe sei denkbar einfach, schreibt Arstechnica. Um eine Oberfl\u00e4che abzuk\u00fchlen, wird das Polymer einfach so angeordnet, dass seine Form nach der Entladung (die das Polymer abk\u00fchlt) die Oberfl\u00e4che physisch ber\u00fchrt.<\/p>\n<p>F\u00fcgt man dann eine Ladung hinzu, \u00e4ndert das Polymer seine Form und entfernt sich von der Oberfl\u00e4che und beginnt sich zu erw\u00e4rmen. Wenn man es so anordnet, dass es an diesem Punkt mit einer zweiten Oberfl\u00e4che in Ber\u00fchrung kommt &#8211; z. B. einer W\u00e4rmesenke oder einem gro\u00dfen Wasserreservoir -, wird es seine W\u00e4rme an diese Oberfl\u00e4che abgeben.\u00a0 Es kehrt dann auf die Umgebungstemperatur zur\u00fcck, und der Zyklus kann von vorne zu beginnen. Man hat eine W\u00e4rmepumpe auf Polymer-Basis.<\/p>\n<p>Die Forscher konfigurierten einen Aufbau, bei dem das Polymer als K\u00fchlsystem f\u00fcr einen Computerchip diente, der normalerweise bei 60 \u00b0C betrieben wird. Bei Betrieb des elektrokalorischen Systems sank die Temperatur des Chips um 18 \u00b0C. Im Gegensatz dazu sank die Temperatur des Chips mit einem L\u00fcfter nur um 7 \u00b0C. Das Ganze lie\u00dfe sich nat\u00fcrlich auch zum Heizen verwenden. Ob aber daraus eine W\u00e4rmepumpe f\u00fcr die Beheizung von Geb\u00e4uden entsteht, muss die Zukunft zeigen. Die Entwicklung verdeutlicht aber, dass oft ungew\u00f6hnliche L\u00f6sungen f\u00fcr solche Fragestellungen gefunden werden. Die Details lassen sich im Arstechnica-Artikel (Englisch) nachlesen. <strong>Erg\u00e4nzung:<\/strong> Die Kollegen von Golem haben das Ganze in <a href=\"https:\/\/www.golem.de\/news\/forschung-neues-polymer-soll-waermepumpen-effizienter-machen-2405-184984.html\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">diesem deutschsprachigen Beitrag<\/a> aufbereitet.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Mal ein Blick in die Zukunft. Chinesische Forscher haben eine W\u00e4rmepumpe mit einer g\u00e4nzlich neuen Technologie getestet. Es ist eine sogenannte Solid-State-Polymer-W\u00e4rmepumpe, die nicht mit K\u00e4ltemitteln und Kompressor, sondern mit einem elektrischen Kondensator arbeitet. 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