Milena Stavric met koelkubus (afb: Lunghammer TU Graz)

Er zijn al vele jaren geleden ‘passieve’  koelsystemen (die geen aparte energiebron hebben) bedacht, maar kennelijk zijn die nooit een succes geweest. Ik (=as) heb zo het idee dat er weer eens in oude archiefkasten is gerommeld, want de TU Graz komt met een persbericht waarin verteld wordt dat poreuze keramische kubussen, heel ‘sjiek’ met 3d-printers gemaakt, die geen extra energiebron nodig hebben om de omgeving tot wel 7°C te koelen. Water op je vloer gooien helpt overigens ook.De Oostenrijkse TU geeft toe dat passieve koeling al eeuwen gebruikt worden. Het ‘extra’ uit het verhaal zit ‘m in de manier van maken. De koeling zou voor zowel binnen als buiten te gebruiken zijn, maar zal hoogstwaarschijnlijk het meeste effect binnen hebben (schat ik zo)
Water verdampen kost energie en dat wordt aan de omgeving onttrokken. “Dat wordt al eeuwen gebruikt met lemen kruiken”, zegt onderzoekster Milena Stavric. Door poreus materiaal te gebruiken ontstaat in een relatief klein systeem (de kubus heeft zijden van 23 cm) en een groot verdampingsoppervlak. Stavric: “Deze speciale structuren slaan water bijzonder efficiënt op en creëren ondanks hun kleine volume een enorm verdampingsoppervlak.”
De geprinte kleiobjecten worden op lage temperaturen gebakken om een ​​zeer poreuze structuur te verkrijgen. De speciaal ontwikkelde minimale oppervlaktegeometrie biedt een zeer groot oppervlak met minimaal materiaalgebruik. Water wordt door capillaire werking in het poreuze keramiek opgenomen en gelijkmatig verdeeld over de complexe geometrie. Dit creëert een groot verdampingsoppervlak, waar het water continu verdampt en warmte aan de omgeving onttrekt.

Om de koelprestaties verder te verbeteren, experimenteerden de onderzoeksters met bio-geïnspireerde benaderingen in het eigen ‘ruimtelab’ van het instituut. Schimmelculturen en houtsnippers werden aan de klei toegevoegd als voedingsmedium. Er werden schimmels gebruikt die een fijn netwerk vormen (zwamvlok). Het klei-schimmelmengsel wordt 3d-geprint en vervolgens gebakken. Het de zwamvlok en de houtsnippers verbrandden, waardoor een netwerk van micro- en macroporiën achterblijft dat ervoor zorgt dat het water zich bijzonder goed in de kubus kan verspreiden.

7°C

Een praktijkproef op een hete zolder van de TU Graz toonde een duidelijk effect aan. In een gecontroleerde experimentele opstelling werd een temperatuurdaling van bijna 7°C gemeten in de directe omgeving van de met water gevulde kubus. “Het koeleffect was duidelijk merkbaar in de hele ruimte”, zegt medeonderzoeker Kristijan Ristoski.
De onderzoeksters probeerden ook andere materiaalmengsels uit. Curieus is het slib uit het Neusiedlmeer, dat regelmatig gebaggerd moet worden om de verzanding van het ondiepe water tegen te gaan. Tot nu toe werd het slib grotendeels ongebruikt afgevoerd. In de toekomst zouden deze sedimenten kunnen worden geïntegreerd in grondstofefficiënte bouwprocessen als een duurzaam bouwmateriaal, geproduceerd met behulp van 3D-printers.

Stavric: “Ons doel is om verkoeling te bieden waar mensen bijzonder veel last hebben van de hitte zoals in steden waar verkoeling door bomen soms moeilijk mogelijk is. Hiervoor vertrouwen we op natuurlijke koelprincipes in plaats van energie-intensieve luchtbehandelingtechnologie.” De vinding wordt gepresenteerd in het Perceptiemuseum in Graz op de nieuwe campus van de TU Graz.

Bron: idw-online.de