roterende ring (midden), ongeveer de diameter van een compacte schijf, cycli gepoederd magnetisch materiaal in en uit een opening in de krachtige magneet aan de achterzijde.het concept van magnetische koelkasten is niet nieuw, maar tot op heden werd aanzienlijke vooruitgang belemmerd door de noodzaak van extreem sterke magnetische velden. In de afgelopen jaren hebben wetenschappers van twee afzonderlijke bedrijven aanzienlijke verbeteringen aangebracht in de magnetocalorische materialen die worden gebruikt en verwerken ze in werkende prototypes die geschikt zijn voor dagelijks gebruik, volgens sprekers op de APS March Meeting in Austin, Texas.conventionele koelkasten werken door een gas te comprimeren en uit te breiden terwijl het rond de koeleenheid stroomt, maar dit proces is niet bijzonder efficiënt. Koeling is momenteel goed voor 25% van de residentiële en 15% van de commerciële stroomverbruik in de VS In het verleden heeft ook gebruikt gassen schadelijk voor het milieu.

daarentegen hebben magnetische koelapparaten een hoog rendement, zelfs op kleine schaal, waardoor Draagbare, op batterijen werkende producten kunnen worden ontwikkeld. In feite schat Stephen Russek van Aeronautics Corporation dat wanneer magnetische koelkasten volledig zijn ontwikkeld, ze het energieverbruik met ongeveer $10 miljard per jaar kunnen verminderen, samen met een aanzienlijke vermindering van de uitstoot van kooldioxide. Bovendien maakt magnetische koeling geen gebruik van ozonafbrekende of aardopwarmende gassen.de technologie is gebaseerd op het magnetocalorisch effect, voor het eerst waargenomen in 1881: een efficiënt magnetocalorisch materiaal verwarmt wanneer het in een magnetisch veld wordt geplaatst en koelt reversibel terug wanneer het uit het magnetisch veld wordt verwijderd.

de eerste magnetische koelkast werd gedemonstreerd in 1933, en magnetische koeling is in vele laboratoria gebruikt om te koelen binnen een duizendste van een graad boven het absolute nulpunt. Ames Laboratory werd betrokken in 1991, volgens senior metallurgist Karl Gschneider Jr., toen Aeronautics zijn groep vroeg om minder dure magnetische koelmiddelen te ontwerpen voor de vloeibaarmaking van waterstof. Zij produceerden materialen die 10 tot 30% efficiënter waren dan de materialen die toen in gebruik waren, en op basis van dit werk demonstreerde de luchtvaart in November 1996 een prototype-eenheid.een tweede doorbraak vond plaats in 1997, toen wetenschappers van Ames Lab ontdekten dat het gigantische magneet – ocalorische effect in gadolinium-silicium-germaniumlegeringen twee tot tien keer groter was dan in bestaande prototype koelmiddelen. Deze legeringen verbeteren de efficiëntie van grootschalige magnetische koelkasten, maar openen ook de deur naar nieuwe kleinschalige toepassingen, zoals airconditioning voor thuis en in de auto.

aanvankelijk werd echter gebruik gemaakt van duurdere zeer zuivere gadolinium en resulteerde in kleine hoeveelheden van minder dan 50 g GD-Si-Ge-legeringen. Gschneider en zijn cohorten ontwikkelden een nieuw proces voor het produceren van kilogram hoeveelheden van de legering met behulp van goedkoop commercieel-grade gadolinium, het bereiken van bijna hetzelfde magnetocalorische effect als de oorspronkelijke ontdekking. Ondertussen hebben andere Ames Labonderzoekers een permanente magneetconfiguratie ontworpen die in staat is een sterker magnetisch veld te produceren, een belangrijke vooruitgang omdat de output en efficiëntie van het apparaat evenredig is met de sterkte van het magnetische veld.Aeronautics Corporation heeft, voortbouwend op haar eerdere demonstratie van een apparaat op basis van een supergeleidende magneet bij kamertemperatuur, nu de eerste roterende magnetische koelkast op basis van een permanente magneet bij kamertemperatuur gedemonstreerd. Het roterende ontwerp bestaat uit een wiel met gadolinium en een sterke permanente magneet. Het wiel gaat door een gat in de magneet waar het magnetisch veld isgecentreerd, en het gadolinium warmt op. Terwijl nog in het veld, water wordt circuleert om de warmte uit het materiaal te trekken en de warmte af te stoten door de hete warmtewisselaar. Als het materiaal het magnetisch veld verlaat, koelt het verder af. Terwijl het materiaal buiten het veld is, wordt een stroom water gekoeld door het materiaal en circuleert door de koude warmtewisselaar van de koelkast, waardoor de warmte van het te koelen object wordt verwijderd.de luchtvaart is niet de enige onderneming die zich inzet voor de ontwikkeling van magnetische koeling. Wetenschappers van het Japanse Chubu Electric, in samenwerking met Toshiba Corporation, zijn er ook in geslaagd om een roterende magnetische koelkast met permanente magneten te ontwikkelen.

het ontwerpschema is vergelijkbaar met dat van de luchtvaart, met een toename van de koelcapaciteit met een factor 1,5 en een afname van het aandrijfvermogen met 1/3. Chubu ‘ s apparaat is ook ongeveer een twintigste de grootte van eerdere prototype koelkasten gebruik supergeleidende magneten. Mogelijke commerciële toepassingen van dergelijke koelkasten zijn onder meer airconditioning, voedselconservering, Luchtontvochtiging en drankverstrekking.

echter, Russek zegt dat de meest waarschijnlijke vroege toepassingen Industrieel van aard zullen zijn: koeling van procesvloeistoffen voor voedsel, chemicaliën, industriële gassen en farmaceutische productie, evenals gekoeld transport en koeling van elektronica. “We zijn ervan overtuigd dat dit een geweldige nieuwe wereldwijde business kan worden,” zegt hij.