Kaskadiertes Elastokalorisches Kühlsystem

Abstract:
Dieser Beitrag beschreibt Design, Herstellung und Charakterisierung eines neuartigen elastokalorischen Kühlsystems, das mit einer Kaskade einzelner Kühleinheiten betrieben wird. Diese bestehen jeweils aus einer superelastischen Formgedächtnis- Dünnschicht, sowie Wärmesenke und –quelle. Der kaskadierte Ansatz ermöglicht es die adiabate Temperaturgrenze des elastokalorischen Materials zu überschreiten. Ti-Ni-Cu-Co Dünnschichten mit herausragendem Ermüdungsverhalten und guten elastokalorischen Eigenschaften werden als aktives Material verwendet. Durch die kaskadierte Anordnung wird die Temperaturdifferenz des Kühlsystems im Vergleich zu einer Kühleinheit von 7,6 auf 15 K nahezu verdoppelt, wodurch das Potential der Kaskadierung aufgezeigt wird. Gleichzeitig erreicht der vorgestellte Prototyp eine spezifische Kühlleistung von bis zu 17 Wg^-1.