萨尔兰大学斯特凡·塞莱克教授及其团队目前正在开发一种新型节能、生态可持续的冷却技术，该技术不需要使用破坏气候的制冷剂。这项新技术利用了形状记忆材料，也被称为“人造肌肉”这些材料能够通过装卸镍钛金属丝来传递热量。Seelecke的团队目前正在开发用于电动汽车冷却系统的技术。研究人员在汉诺威展览上展示了他们的技术，展示了世界上第一台通过弯曲人造肌肉来冷却空气的机器。
从简陋的冰箱和空调到工业过程中使用的复杂冷却系统，保持凉爽是当今社会的重要组成部分。全球变暖和世界人口增长意味着对节能冷却系统的需求只会越来越大。但低温通常意味着高耗电量，这反过来通常意味着高碳足迹和制冷剂气体排放的风险，而制冷剂气体往往具有很高的全球变暖潜力。由萨尔兰大学斯特凡·塞莱克教授和机电一体化与自动化技术中心（ZeMA）领导的学术和工业合作伙伴组成的研究团队目前正在开发一种环境友好型冷却系统。
Stefan Seelecke解释道：“我们的工艺是节能的，不需要使用对气候有害的制冷剂。事实上，我们的技术比基于传统制冷剂的系统的效率高出15倍。”。欧盟委员会和美国能源部都对这一新工艺进行了评估，认为它是目前使用的蒸汽压缩制冷技术最有希望的替代品。
Seelecke的团队开发了世界上第一个连续运行的原型，使用这种新工艺冷却空气。该团队在今年的汉诺威展览上展示的冷却技术使用了由镍钛合金“nitinol”制成的超细形状记忆丝束组成的人工肌纤维，这些丝具有特殊的特性，在拉伸或变形后会恢复到早期的形状。因此，它们能够像人类的肌肉一样紧张和放松。
这种行为的原因可以在金属合金的结构中找到。合金中的原子排列成晶格结构。如果镍-钛金属丝变形或受到拉伸，晶格晶体中的原子层会相互移动，从而在材料内部产生应变。当导线恢复到其原始形状时，该应变就会释放。这种材料晶体结构的变化被称为相变，它们会导致电线吸收或释放热量。
Seelecke和他的团队正是利用这种效应开发他们的新型冷却系统。Stefan Seelecke解释道：“形状记忆材料在超弹性状态下机械加载时向周围释放热量，在卸载时从周围吸收热量。这种效应在镍钛合金中尤为明显。当在室温下卸载预应力镍钛合金丝时，它们会冷却多达20度。”，他是萨尔大学智能材料系统的主席。
苏珊·玛丽·基尔希（SusanneMarieKirsch）说：“我们利用这一特性来散热。”她在博士研究项目中帮助开发了冷却系统。Kirsch解释道：“基本想法是让预应力超弹性形状记忆导线松弛，从而通过散热来冷却空间。”。当形状记忆导线在周围环境中重新受力时，形状记忆导线所吸收的热量就会释放到外部。
然而，Saarbr眉cken冷却系统要复杂得多。该团队设计并开发了一种冷却回路，其中一个正在申请专利的凸轮驱动装置以这样的方式旋转，即200微米厚的镍钛合金线束交替拉伸和松弛，以便尽可能有效地传递热量。空气在两个单独的腔室中吹过线束：在一个腔室中空气被加热，在另一个腔室中空气被冷却。因此，机器可以冷却也可以加热。
费利克斯·韦尔奇（FelixWelsch）解释说：“当电线被机械加载时，它们会加热大约20度，这样这个过程也可以用作热泵。”他也是该原型系统的一部分，也是他的博士学位的一部分。根据所使用的合金，这项新技术的加热或冷却功率比装载和卸载合金线束所需的机械功率高出30倍。这使得新系统明显优于目前可用的热泵和传统冰箱。
该冷却系统是多年来在不同项目中进行研究、发表大量获奖博士论文以及与Andreas Sch教授领导的团队密切合作的结果眉萨尔大学的tze。资金部分由德国研究基金会（DFG）通过其优先项目“铁氧体冷却”提供通过实验研究和数值模拟相结合，研究人员能够优化潜在机制，并能够确定一束镍钛合金线需要包含多少根，或者需要什么样的线负载水平才能实现特定程度的冷却。基于这些结果，研究团队现在能够定制该系统。他们开发了一个软件包，可以模拟、规划和微调特定应用的冷却系统。
萨尔博眉cken团队目前正在进行多个项目，旨在进一步优化传热过程，从而进一步提高新技术的效率。目标是达到这样一个阶段，即相变产生的几乎所有能量都被用于加热或冷却。
Seelecke团队的研究人员目前正在开发用于电动汽车冷却系统的弹性热量技术。自2022年1月以来，该团队一直与学术和工业合作伙伴合作，开发一种新型的弹性体冷却系统。“我们的目标是开发、数学建模和验证一种可用于所有车辆类别的替代空调系统。该系统将能够提供车辆加热和冷却，同时比其他以前可用的系统更高效、更环保和更可持续。我们的技术也将更紧凑、更轻和更具成本效益，”他解释道保罗·莫茨基是塞莱克团队的研究工程师和总经理。