Projektbeschreibung
Innovative Forschung zur Kühlung mit magnetischen Materialien
Um sich dem Klimawandel entgegenzustemmen, ist es überaus wichtig, die Effizienz von Kühlmaschinen zu steigern und ihren Schadstoff-Fußabdruck zu verkleinern. In der Kälte- und Klimatechnik dominieren leistungsschwache Kältemittel, bei denen die Kompression schädlicher Treibhausgase ausgenutzt wird. Bei der magnetischen Kühlung handelt es sich hingegen um eine umweltfreundliche und energieeffizientere Technologie, der es aber kommerziell noch an Attraktivität mangelt. Das innerhalb der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt MULTICALORICS wird die theoretischen und experimentellen Aspekte der auf magnetischen Materialien beruhenden Kühlung vorantreiben. Das Projekt wird sich auf zwei innovative Forschungsrichtungen konzentrieren: erstens die gleichzeitige Anwendung magnetischer und mechanischer Reize, um deren Größenordnung zu verringern und den Kühleffekt zu maximieren; zweitens die Ausnutzung der sich aus komplexen magnetischen Wechselwirkungen ergebenden innovativen Steigerung der Kühlleistung.
Ziel
Enhancing the efficiency and reducing the contaminant fingerprint of refrigeration and air conditioning are crucial in adapting to climate change and responding to high-energy demands, but cooling engines are presently dominated by low-performance refrigerants exploiting the compression of greenhouse harmful gases. Refrigeration exploiting magnetism has thus become a promising technology since it is environmentally friendly and more energy efficient. Typically, magnetic fields and mechanical stresses are applied to magnetic materials to generate cooling. However, this technology is still commercially unattractive because it relies on expensive neodymium-based permanent magnets to produce large enough magnetic fields and some mechanical materials suffer of fatigue that reduces their lifetime.
I aim to advance both theoretical and experimental aspects of refrigeration based on magnetic materials by combining my expertise on theoretical magnetism with the know-how of experimentalists at the university of Barcelona on the experimental and thermodynamic study of solid-state materials. Our project focuses on two novel research directions: (1) The simultaneous application of magnetic and mechanical stimuli to reduce their magnitude and maximize the cooling effect. (2) The exploitation of a novel boost to cooling performance that I have recently predicted to arise from multisite interactions, which are complex interactions between atom-size magnetic degrees of freedom emerging from the cooperative behavior of many electrons gluing the magnetic material at the sub nano-scale. I will guide experimental efforts to overcome the performance limitations of current solid-state refrigeration in cost-effective magnetic materials by advancing the understanding of how to nanostructure magnetic materials with cooling power boosted by multisite interactions and by developing a new theory accounting for the coupling between the magnetism, the atom motion, and material elasticity.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Das Projektteam hat die Klassifizierung dieses Projekts bestätigt.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Das Projektteam hat die Klassifizierung dieses Projekts bestätigt.
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) H2020-MSCA-IF-2020
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenFinanzierungsplan
MSCA-IF -Koordinator
08007 Barcelona
Spanien