Rotating ring (center), roughly the diameter of a compact disk, cycles pooded magnetic material in and out of a gap in the powerful magnet at rear.

O conceito de frigoríficos magnéticos não é novo, mas até à data, progressos significativos têm sido prejudicados pela necessidade de campos magnéticos extremamente fortes. Ao longo dos últimos anos, cientistas de duas empresas separadas fizeram melhorias significativas nos materiais magnetocalóricos que estão sendo usados e estão incorporando-os em protótipos de trabalho adequados para uso diário, de acordo com palestrantes na reunião de março da APS em Austin, Texas.refrigeradores convencionais trabalham comprimindo e expandindo um gás como ele flui em torno da unidade de refrigeração, mas este processo não é especialmente eficiente. A refrigeração representa actualmente 25% do consumo de energia residencial e 15% do consumo de energia comercial nos EUA no passado, tendo também utilizado gases nocivos para o ambiente.em contraste, os dispositivos magnéticos de refrigeração têm alta eficiência mesmo em pequena escala, permitindo o desenvolvimento de produtos portáteis a pilhas. Na verdade, Stephen Russek da Aeronautics Corporation, estima que quando os frigoríficos magnéticos estão totalmente desenvolvidos, eles poderiam reduzir o uso de energia em aproximadamente US $10 bilhões por ano, juntamente com reduções significativas nas emissões de dióxido de carbono. Além disso, a refrigeração magnética não usa gases que destroem a camada de ozônio ou o aquecimento global.

A tecnologia de habilitação é baseada no efeito magnetocalórico, observado pela primeira vez em 1881: um material magnetocalórico eficiente aquece quando colocado em um campo magnético e reversivelmente arrefece quando é removido do campo magnético.a primeira geladeira magnética foi demonstrada em 1933, e a refrigeração magnética tem sido usada em muitos laboratórios para arrefecer a um milésimo de um grau acima do zero absoluto. Ames Laboratory se envolveu em 1991, de acordo com Karl Gschneider Jr., metalúrgico sênior, quando a Aeronáutica pediu ao seu grupo para projetar refrigerantes magnéticos menos caros para a liquefação de hidrogênio. Eles produziram materiais que eram 10% a 30% mais eficientes do que os então em uso, e com base neste trabalho, a Aeronáutica demonstrou um protótipo de unidade em novembro de 1996.um segundo avanço ocorreu em 1997, quando os cientistas do Laboratório de Ames descobriram que o efeito Magneto – ocalórico gigante nas ligas de gadolínio-silício-germânio era duas a dez vezes maior do que nos refrigerantes protótipos existentes. Estas ligas melhoram a eficiência dos frigoríficos magnéticos em larga escala, mas também abrem a porta para novas aplicações em pequena escala, como o ar condicionado doméstico e automotivo.

no entanto, inicialmente o processo usou gadolínio de alta pureza mais caro e resultou em pequenas quantidades de menos de 50 gramas das ligas Gd-Si-Ge. Gschneider e seus companheiros desenvolveram um novo processo para a produção de quantidades de quilograma da liga usando gadolínio comercial barato, alcançando quase o mesmo efeito magnetocalórico que a descoberta original. Enquanto isso, outros pesquisadores do Ames Lab projetaram uma configuração de íman permanente capaz de produzir um campo magnético mais forte, um avanço importante, uma vez que a saída e eficiência do dispositivo é proporcional à força do campo magnético.

Building on its previous demonstration of a room temperature, superconducting-magnet based device, Aeronautics Corporation has now demonstrated the first room temperature, permanent-magnet rotary magnetic refrigerator. O projeto rotativo consiste de uma roda contendo gadolínio e um forte íman permanente. A roda passa por uma abertura no íman onde o campo magnético está concentrado, e o gadolínio aquece. Enquanto ainda no campo, a água é circulada para extrair o calor do material e rejeitar o calor através do trocador de calor quente. À medida que o material sai do campo magnético, arrefece ainda mais. Enquanto o material está fora do campo, um fluxo de água é resfriado pelo material e circulado através do trocador de calor frio do frigorífico, removendo o calor do objeto a ser resfriado.a Aeronáutica não é a única empresa empenhada no desenvolvimento da refrigeração magnética. Cientistas da Chubu Electric do Japão, em cooperação com a Toshiba Corporation, também conseguiram desenvolver um refrigerador magnético rotativo com ímãs permanentes.

O esquema de projeto é semelhante ao da Aeronáutica, com um aumento na capacidade de refrigeração por um fator de 1,5 e uma diminuição de 1/3 na potência de condução. O dispositivo de Chubu é também cerca de um vigésimo do tamanho de antigos frigoríficos protótipos empregando ímãs supercondutores. As potenciais aplicações comerciais destes frigoríficos incluem ar condicionado, preservação de alimentos, desumidificação do ar e distribuição de bebidas.no entanto, Russek diz que as aplicações iniciais mais prováveis serão de natureza industrial.: refrigeração de fluidos de processo para alimentos, produtos químicos, gases industriais e produção farmacêutica, bem como transporte refrigerado e refrigeração de eletrônicos. “Acreditamos firmemente que este poderia ser um grande novo negócio global”, diz ele.