Elasto-Cool - Elastokalorik: Entwicklung hocheffizienter Wärmepumpen ohne schädliche Kältemittel zum Heizen und Kühlen
Mit der neuen Hightech-Strategie „Innovationen für Deutschland“ hat sich die Bundesregierung das Ziel gesetzt, Ideen aus der Forschung noch schneller in innovative Produkte, Dienstleistungen und Innovationen für die Gesellschaft zu überführen. Dafür muss die Brücke zwischen akademischer Forschung und ihrer wirtschaftlichen Verwertung bzw. gesellschaftlichen Anwendung weiter gestärkt werden. Die Fördermaßnahme "Validierung des technologischen und gesellschaftlichen Innovationspotenzials wissenschaftlicher Forschung – VIP+" setzt hier an und unterstützt Forscherinnen und Forscher dabei, Forschungsergebnisse systematisch zu validieren und Anwendungsbereiche zu erschließen.
Ein wichtiger Aspekt der Energiewende ist eine enge Verknüpfung von Strom- und Wärmemarkt. Deshalb steigt der Bedarf an klimafreundlichen Wärmepumpen, die Umweltwärme hoch effizient in Nutzwärme umwandeln können, signifikant an. Heute eingesetzte Wärmepumpen basieren fast ausschließlich auf der Kompressortechnologie. Dabei wird die in der Natur enthaltene Wärme für die Verdampfung und anschließende Verdichtung und somit Erwärmung eines Kältemittels genutzt. Die bisher eingesetzten Kältemittel sind entweder klima-, gesundheits- und/oder umweltschädlich, weisen im Fall von Havarien ein großes Brand- bzw. Explosionspotenzial auf oder sind ineffizient.
Im Vorhaben Elasto-Cool soll der Einsatz elastokalorischer (EK) Materialien zur Realisierung einer effizienten Wärmepumpe ohne schädliche Kältemittel validiert werden. EK-Materialien haben die Eigenschaft, sich bei Einwirkung einer mechanischen Spannung zu erwärmen bzw. nach Entfernen dieser Spannung abzukühlen. Hierdurch kann bei zyklischem Betrieb und entsprechendem Wärmeübertrag zwischen EK-Material und Wärmeübertragereinheit eine Wärmepumpe realisiert werden. In diesem Projekt soll dieser Wärmeübertrag in besonders effizienter Weise durch Verdampfen und Kondensieren eines Fluids umgesetzt werden.
Die spätere Verwertung soll über gemeinsame Verbundprojekte mit Industrieunternehmen oder direkte Industrieaufträge zur Entwicklung von applikationsspezifischen EK-Wärmepumpen sowie über die Vergabe von Lizenzen erfolgen.