Publikation Yi-Ting Hsiau
Yi-Ting Hsiau, Nachwuchswissenschaftler der Hector Fellow Academy, ist Erstautor der Publikation „Heat-driven elastocaloric cooling with shape memory films", die 2026 in Nature Energy erschienen ist. Seine Arbeit entstand am Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) in Kooperation mit der Universität Tsukuba, Japan. Die Studie stellt ein neuartiges Kühlsystem vor, das nicht mit Strom, sondern direkt mit Wärme betrieben werden kann, etwa mit Abwärme oder Solarthermie.
Im Zentrum stehen zwei hauchdünne Folien aus Formgedächtnislegierungen auf Nickel-Titan-Basis. Eine Aktorfolie wird durch Wärme erhitzt und zieht sich dabei zusammen, wodurch sie eine zweite, sogenannte Kühlfolie mechanisch belastet. Diese nutzt dabei den elastokalorischen Effekt, bei dem sich Materialien beim Dehnen und Entspannen abwechselnd erwärmen und abkühlen. Das Team konnte zeigen, dass der Prototyp eine Temperaturspanne von 4,0 Kelvin auf Bauteilebene erzeugt und auch mit einer externen Wärmequelle statt elektrischer Heizung zuverlässig funktioniert. Das ist ein wichtiger Beleg dafür, dass die Kühlung tatsächlich direkt aus Wärme gespeist werden kann
Die Ergebnisse markieren einen Schritt hin zu Kühltechnologien, die deutlich weniger Strom benötigen als heutige Systeme auf Basis von Kompressoren oder Thermoelektrik. Da die Formgedächtnisfolien zudem ganz ohne klimaschädliche Kühlmittel arbeiten, eröffnet der Ansatz Perspektiven für die Elektronikkühlung, etwa bei Prozessoren in Computern, oder in der Automobiltechnik, wo Abwärme aus dem Antriebsstrang künftig direkt zur Kühlung empfindlicher Bauteile genutzt werden könnte.