Konkurrenz für Kühlschrank und Wärmepumpe: Thermogalvanische Zelle dreimal effizienter

Noch handelt es sich um einen kleinen Prototyp, den Forschende der Huazhong University of Science and Technology in Wuhan, China, entwickelt haben. Die in der zugehörigen wissenschaftlichen Studie präsentierten Leistungswerte und die Funktionsweise könnte manche liebgewonnene Technik bald sehr ineffizient aussehen lassen.

Um einen Temperaturunterschied zwischen zwei separaten Bereichen hervorzurufen, wird eine thermogalvanische Zelle eingesetzt. Diese kann elektrische in chemische Energie umsetzen, und zwar mit derart wenig Strom, dass der thermodynamische Kreisprozess nicht mithalten kann.

Den nutzen im Grund alle Kühl- und Gefrierschränke, wo mittels Hubarbeit durch einen Kompressor und damit wiederum per Strom Wärme von einem Bereich in einen anderen geleitet wird. Im Grunde macht auch die Wärmepumpe nichts anderes, nur dass sie die Umgebung kühlt und das Haus wärmt, also genau andersherum als beim Kühlschrank.

Überragend effizient

Wichtig ist dabei der COP-Wert (Coefficient of Performance) oder die Leistungszahl. Der liegt bei einem effizienten Gerät durchaus bei 5. Im Fall einer Wärmepumpe kann auf der eingespeisten elektrischen Leistung dann die fünffache Wärmeleistung generiert werden.

Bei der thermogalvanischen Zelle hingegen erreichten die Forschenden einen Wert von 14,2. Dafür wurden durch das Anlegen von Strom Eisenionen reduziert beziehungsweise oxidiert - ja, im Endeffekt Rost. Bei der Oxidation gibt das Eisen Wärme ab. Bei der Reduktion nimmt es ebendiese auf.

Das System soll vergleichsweise einfach nachgebaut sowie mit wenig Aufwand größer oder kleiner konstruierbar sein. So könnten Anwendungen zwischen Kühlschrank, modernen Kühlsystemen für Elektronik oder eben für den umgekehrten Weg als Heizsystem realisierbar sein.

Aber zunächst muss es den Weg aus dem Labor finden und auch in der echten Welt seine Effizienz demonstrieren.