"Dit is een belangrijke vooruitgang in koeltechnologie," zegt Rama Venkatasubramanian, waarmee hij de potentie van nieuwe thermo-elektrische materialen benadrukt. Onderzoekers van het Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) in Maryland, VS, kondigden op 21 mei 2025 een doorbraak aan in solid-state thermo-elektrische koeling.
Het team ontwikkelde een op nanomateriaal gebaseerde koeltechnologie die de efficiëntie van commercieel verkrijgbare thermo-elektrische apparaten verdubbelt. Deze innovatie belooft een schaalbaar alternatief te zijn voor traditionele compressor-gebaseerde koeling, waarmee de groeiende wereldwijde vraag naar energiezuinige koeloplossingen wordt aangepakt.
De kern van deze vooruitgang ligt in de 'Controlled Hierarchically Engineered Superlattice Structures' (CHESS) technologie. CHESS gebruikt aanzienlijk minder materiaal, ongeveer de grootte van een zandkorrel per koeleenheid, en kan in massa worden geproduceerd met behulp van halfgeleider chip productie tools, waardoor de kosten worden verlaagd en de marktacceptatie wordt verbreed.
Tests toonden aan dat CHESS-materialen de efficiëntie met bijna 100% verbeterden in vergelijking met traditionele thermo-elektrische materialen bij kamertemperatuur. Dit vertaalt zich in een efficiëntieverbetering van 70% in een volledig geïntegreerd koelsysteem. De technologie is niet alleen efficiënter, maar gebruikt ook minder materialen, wat de weg vrijmaakt voor massaproductie.
Naast koeling kunnen CHESS-materialen temperatuurverschillen, zoals lichaamswarmte, omzetten in bruikbare energie. Jeff Maranchi merkt op dat dit deuren opent voor energieoogsttechnologieën die toepasbaar zijn op computers en ruimtevaartuigen. De APL is van plan CHESS-materialen verder te verfijnen, waarbij de focus ligt op het verbeteren van de efficiëntie en het integreren van AI om het energieverbruik in koel- en HVAC-systemen te optimaliseren.