forgó gyűrű (center), nagyjából az átmérője egy kompakt lemez, ciklusok porított mágneses anyag és ki egy rés az erős mágnes hátul.

a mágneses hűtőszekrények fogalma nem új, de a mai napig jelentős előrelépést akadályozott a rendkívül erős mágneses mezők szükségessége. Az elmúlt néhány évben, két különálló vállalat tudósai jelentős fejlesztéseket hajtottak végre a felhasznált magnetokalorikus anyagokban, és beépítik azokat a mindennapi használatra alkalmas működő prototípusokba, az APS márciusi ülésének előadói szerint Austinban, Texas.

a hagyományos hűtőszekrények úgy működnek, hogy a hűtőegység körül áramló gázt összenyomják és tágítják, de ez a folyamat nem különösebben hatékony. A hűtés jelenleg a lakossági és a kereskedelmi energiafogyasztás 25% – át teszi ki az Egyesült Államokban a múltban a környezetre káros gázokat is felhasználta.

ezzel szemben a mágneses hűtőberendezések még kis léptékben is nagy hatékonysággal rendelkeznek, lehetővé téve a hordozható, akkumulátorral működő termékek fejlesztését. Valójában Stephen Russek, az Aeronautics Corporation becslése szerint, ha a mágneses hűtőszekrényeket teljesen kifejlesztik, évente körülbelül 10 milliárd dollárral csökkenthetik az energiafelhasználást, a szén-dioxid-kibocsátás jelentős csökkentésével együtt. Ezenkívül a mágneses hűtés nem használ ózonréteget lebontó vagy globális felmelegedést okozó gázokat.

az alaptechnológia a magnetokalorikus hatáson alapul, amelyet először 1881-ben figyeltek meg: egy hatékony magnetokalorikus anyag felmelegszik, amikor mágneses mezőbe helyezik, és visszafordíthatóan lehűl, amikor eltávolítják a mágneses mezőből.

az első mágneses hűtőt 1933-ban mutatták be, és a mágneses hűtést számos laboratóriumban alkalmazták az abszolút nulla fok feletti ezred fokon belüli hűtésre. Az Ames Laboratory 1991-ben vett részt Karl Gschneider, Jr.vezető metallurgista szerint, amikor a repüléstechnika felkérte csoportját, hogy tervezzen olcsóbb mágneses hűtőközegeket a hidrogén cseppfolyósításához. Olyan anyagokat gyártottak, amelyek 10-30% – kal hatékonyabbak voltak az akkor használtaknál, és ezen munka alapján az Aeronautics 1996 novemberében bemutatta a prototípus egységet.

a második áttörés 1997 – ben történt, amikor az Ames Lab tudósai felfedezték, hogy a gadolínium-Szilícium-germánium ötvözetek óriási mágnes-okalorikus hatása kétszer-10-szer nagyobb volt, mint a meglévő prototípus hűtőközegekben. Ezek az ötvözetek javítják a nagyméretű mágneses hűtőszekrények hatékonyságát, de megnyitják az ajtót az új, kisméretű alkalmazások, például az otthoni és az autóipari légkondicionálás számára is.

kezdetben azonban az eljárás drágább, nagy tisztaságú gadolíniumot használt, és a Gd-Si-ge ötvözetekből kis, 50 grammnál kisebb mennyiséget eredményezett. Gschneider és kohorszai új eljárást fejlesztettek ki az ötvözet kilogramm mennyiségének előállítására olcsó kereskedelmi minőségű gadolínium felhasználásával, majdnem ugyanazt a magnetokalorikus hatást érve el, mint az eredeti felfedezés. Eközben más Ames Lab kutatók olyan állandó mágneses konfigurációt terveztek, amely képes erősebb mágneses mező előállítására, ami fontos előrelépés, mivel a készülék teljesítménye és hatékonysága arányos a mágneses mező erősségével.

a szobahőmérséklet, szupravezető-mágnes alapú eszköz korábbi bemutatására építve az Aeronautics Corporation bemutatta az első szobahőmérsékletű, állandó mágneses alapú forgó mágneses hűtőszekrényt. A forgó kialakítás egy gadolíniumot tartalmazó kerékből és egy erős állandó mágnesből áll. A kerék áthalad a mágnes résén, ahol a mágneses mező vanés a gadolínium felmelegszik. Miközben még mindig a területen, a víz kering, hogy felhívja a hőt az anyagból, és elutasítja a hőt a forró hőcserélőn keresztül. Amint az anyag elhagyja a mágneses mezőt, tovább hűl. Amíg az anyag a mezőn kívül van, az anyag egy vízáramot hűt le, és a hűtőszekrény hideg hőcserélőjén keresztül kering, eltávolítva a hőt a hűtendő tárgyból.

az Aeronautics nem az egyetlen vállalat, amely elkötelezett a mágneses hűtés fejlesztése iránt. A japán Chubu Electric tudósai a Toshiba Corporationnel együttműködve egy állandó mágnesekkel ellátott forgó mágneses hűtőszekrényt is kifejlesztettek.

a tervezési vázlat hasonló a Repüléstechnikához, a hűtési kapacitás 1,5-szeres növekedésével és a hajtóerő 1/3-os csökkenésével. Chubu készüléke szintén körülbelül huszad akkora, mint a szupravezető mágneseket alkalmazó korábbi prototípus hűtőszekrények. Az ilyen hűtőszekrények lehetséges kereskedelmi alkalmazásai közé tartozik a légkondicionálás, az élelmiszer-tartósítás, a levegő párátlanítása és az italadagolás.

Russek azonban azt mondja, hogy a legvalószínűbb korai alkalmazások ipari jellegűek lesznek: technológiai folyadékok hűtése élelmiszerekhez, vegyi anyagokhoz, ipari gázokhoz és gyógyszergyártáshoz, valamint az elektronika hűtött szállítása és hűtése. “Meggyőződésünk, hogy ez egy nagyszerű új globális üzlet lehet” – mondja.