Die Universität Duisburg-Essen (UDE) forscht gemeinsam mit der Technischen Universität Darmstadt und dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) an neuen magnetischen Werkstoffen. Sie sollen ohne Seltene Erden auskommen und dennoch effizient kühlen oder Wärme und Strom erzeugen können.

Um Magnete herzustellen, braucht es Metalle und Mineralien – meist sind es Seltene Erden. Im Projekt „PUMA“ (PUlsed high MAgnetic fields for new functional magnetic materials) wollen Wissenschaftler nun hocheffiziente Magnete entwickeln, die möglichst ohne diese eingeschränkt verfügbaren Rohstoffe auskommen.

Wie die Universität Duisburg-Essen mitteilt, werden zwei Themen verfolgt. Zum einen konzentrieren sich die Wissenschaftler auf Permanentmagnete. Diese haben einen maximal hohen Wirkungsgrad und werden beispielsweise in Motoren für die Elektromobilität eingesetzt oder in Generatoren für Windkraftanlagen. Zum anderen sollen neue Materialien erforscht werden, die sich den magnetokalorischen Effekt zunutze machen. Laut UDE bedeutet das, dass verschiedene Metalle und Legierungen ihre Temperatur ändern können, sobald sie einem magnetischen Feld ausgesetzt sind. Dieses Phänomen könnte zur festkörperbasierten Kühlung – als klimafreundliche Alternative zur konventionellen Gas-Kompressionskühlung – eingesetzt werden.

Für die Untersuchungen wird der Dreierverbund die europäische Experimentierstation für Synchrotronstrahlung ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) in Grenoble nutzen. Die Projektpartner wollen an einem Strahlrohr ein neues gepulstes Hochfeldsystem aufbauen. Damit sollen Magnetfelder mit mehr als 50 Tesla erzeugt werden – das entspricht dem Einmillionenfachen des Erdmagnetfelds. So können nach eigenen Angaben die Wechselwirkungen genau analysiert werden, die für die Funktion der magnetokalorischen Materialien wesentlich sind.

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