Foto: Eric Gillner

AKTUELL FORSKNING: ”Magnetisk kylning fortfarande för dyr”

Behzad A Monfared,

Stockholm, tror inte på något nära förestående genombrott för magnetisk kylning. Men han utesluter inte att förutsättningarna kan ändras.

I början av sommaren disputerade han med en avhandling vid KTH, Stockholm. Där konstaterar han att magnetisk kylning, en teknik som varit känd i nästan 100 år, ännu är för dyr för en kommersialisering på bred front.
Det sällsynta grundämnet gadolinium har spelat en viktig roll i utvecklandet av tekniken. Det blir varmt när det utsätts för ett magnetfält och svalnar när magnetfältet försvinner. Därmed har tekniken möjlighet att ersätta kompressorer som används för kyla och värme.

Vilka fördelar har magnetisk kylning, jämfört med dagens kompressorer?
– Energianvändningen blir lägre och det behövs inga köldmedier. Tekniken används i dag för att nå temperaturer under 1K. När det gäller framtida applikationer i nära rumstemperatur tror jag att kylutrustning för ubåtar, gruvor och i rymden är bland de bästa kandidaterna, eftersom man där inte kan tolerera läckage av köldmedier. För närvarande är tekniken dock för dyr för att kunna konkurrera med de kompressorer som används i kylskåp, luftkonditionering och värmepumpar.

Vad är det du har studerat?
– Inledningsvis gjorde jag en livscykelanalys över miljöpåverkan från magnetisk kylning. Den indikerar att miljöpåverkan inte nödvändigtvis blir mindre, jämfört med kompressorer. Det beror på de miljöproblem som uppstår i samband med brytningen av de sällsynta jordartsmetaller som används.
– Jag har också tagit fram en mjukvarumodell över det magnetiska kylsystemet. Den förbättrar precisionen vid simuleringar genom att ta hänsyn till fler detaljer än tidigare modeller. – En av parametrarna som kan modifieras i den utvecklade mjukvarumodellen är valet av magnetokaloriska material för varje skikt i en skiktad aktiv magnetisk regenerator.

Vilka metoder använde du i din forskning?
– Både modelleringar för att förutsäga prestandan och laboratorieexperiment på KTH:s prototyp. Dessutom har vi tagit fram en modell för livscykelanalys.

Din avhandling är inte optimistisk när det gällrt utvecklingen av magnetisk kylning i vardagliga applikationer. Finns det något hopp för tekniken?
– Det beror på utvecklandet av nya material och lösningar hur man kan reducera materialåtgången. Det behövs också material med högre magnetisk effekt och bättre mekaniska egenskaper. – Trots allt tror jag att det fortfarande är ett forskningsfält som det går att göra framsteg på, men då krävs högre effektivitet med bättre magneter och material.

Text: Maria Åslund