Statični elektro-permanentni magnet izbran za najodličnejši razsikovalni dosežek UL 2022

V sklopu Tedna Univerze v Ljubljani je bilo razglašenih 10 najodličnejših raziskovalnih dosežkov v letu 2022. Izbran je bil tudi prispevek s področja procesnega strojništva Laboratorija za hlajenje in daljinsko energetiko s Fakultete za strojništvo. Nagrado za raziskavo z naslovom Razvoj energijsko učinkovitega in hitro-odzivnega elektro-permanentnega magneta z regeneracijo magnetne energije so prejeli raziskovalci dr. Urban Tomc, Simon Nosan, dr. Katja Klinar, dr. Blaž Jelenc, prof. dr. Alojz Poredoš ter prof. dr. Andrej Kitanovski.

V močni konkurenci odmevnih raziskav drugih članic UL so bili uspešni zaradi objave rezultatov v prestižni reviji Journal of Advanced Research (Towards powerful magnetocaloric devices with static electro-permanent magnets https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2090123222001138) ter podeljenega mednarodnega patenta (Magnetocaloric device https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/053610758/publication/EP3106781B1?q=pn%3DEP3106781B1).

Povzetek predstavitve raziskave:

Glede na poročila IEA (International Energy Agency) se bodo globalne potrebe po hlajenju in klimatizaciji v naslednjih 30 letih potrojile, obstoječe tehnologije pa potrebujejo znatno izboljšanje energetske učinkovitosti in odpravo okolju škodljivih hladiv. Magnetno hlajenje predstavlja energetsko učinkovito in okolju prijazno alternativo obstoječim tehnologijam hlajenja, toplotnim črpalkam in procesom proizvodnje energije.

Glavni, najtežji in najdražji del magnetnih hladilnih naprav je vir magnetnega polja, ki je analogen kompresorju pri parno-kompresijskih napravah. V dosedanjih prototipnih napravah so se uporabljale strukture iz permanentnih magnetov, ki so za doseganje spreminjajočega se magnetnega polja potrebovale gibanje. Gibljivi deli in pogonski sistem omejujejo energetsko učinkovitost in hitro spreminjanje magnetnega polja.

Zato smo razvili nov koncept – statični elektro-permanentni izvor magnetnega polja brez gibljivih delov, s hitro spreminjajočim se magnetnim poljem ter z regeneracijo magnetne energije. Dokazali smo več kot 80-odstotno energijsko učinkovitost takega magneta, pri čemer se lahko gostota magnetnega polja spremeni med 0 T in 1 T več kot 50-krat v sekundi.

Ta koncept predstavlja nov mejnik na področju magnetnega hlajenja, saj poleg naštetih prednosti omogoča visoko gostoto moči magnetnih hladilnih naprav. Zato je ključnega pomena za prihodnji razvoj kompaktnih magnetokaloričnih naprav, uporaben pa je tudi na področju aktuatorjev ali linearnih motorjev.