Kühlen ohne Kompressor: Qurie setzt auf elektro‑kalorische Wärmepumpen

Der physikalische Prozess funktioniert vereinfacht so:

• Wird ein elektrisches Feld angelegt, richten sich elektrische Dipole im Material aus und das Material erwärmt sich.
• Wird das Feld wieder entfernt, nimmt die Ordnung ab und das Material kühlt unter seine Ausgangstemperatur.

Wird dieser Vorgang kontinuierlich wiederholt und die entstehende Wärme zwischen einer heißen und einer kalten Seite transportiert, kann das System wie eine Wärmepumpe oder ein Kühlsystem arbeiten.

Der Ansatz unterscheidet sich deutlich von klassischen HVAC‑Systemen:

• Kühlung entsteht durch Materialreaktionen auf elektrische Felder, nicht durch Kompression von Kältemitteln.
• Das System kann als Festkörpergerät mit deutlich weniger beweglichen Teilen gebaut werden.
• Für den Wärmetransport können unproblematische Fluide wie Wasser verwendet werden.

Forschung aus dem Fraunhofer‑Umfeld

Qurie baut auf einer langen Forschungstradition rund um kalorische Kühltechnologien auf. Am Fraunhofer IPM beschäftigt sich eine eigene Forschungsgruppe mit Wärmepumpen und Kühlsystemen auf Basis elektro‑, magneto‑ oder elastokalorischer Materialien.

Ein wichtiger Meilenstein war das Fraunhofer‑Leuchtturmprojekt ElKaWe, an dem sechs Institute beteiligt waren. Ziel des Programms war es, Materialien, Systemdesigns und Demonstratoren für elektro‑kalorische Wärmepumpen zu entwickeln.

Dabei entstanden erste Prototypen und neue Ansätze für den Wärmetransport innerhalb solcher Systeme – ein entscheidender Faktor für die Effizienz von Festkörper‑Kühltechnik.

Die Vision: hoch effiziente Wärmepumpen ohne Kompressor und ohne klimaschädliche Kältemittel.

Erste Einsatzfelder für elektro‑kalorische Kühlung

Auch wenn die Technologie noch relativ jung ist, sehen Forschende bereits mehrere mögliche Einsatzbereiche. Dazu gehören laut Fraunhofer unter anderem:

• Heiz‑ und Kühlsysteme für Gebäude
• Haushalts‑ und Industriekühlung
• Klimaanlagen in Fahrzeugen, etwa für Elektroautos

Diese Märkte haben zwei Gemeinsamkeiten: einen großen Energiebedarf für Kühlung und zunehmende Regulierung klassischer Kältemittel.

Gerade dort könnten elektro‑kalorische Systeme punkten, etwa durch kompakte Bauweise, geringe Geräuschentwicklung und potenziell höhere Effizienz.

Warum Deep‑Tech‑Investoren auf Kühlung setzen

Neue Kühltechnologien gehören zu den typischen Deep‑Tech‑Feldern: Sie entstehen aus Grundlagenforschung, benötigen lange Entwicklungszyklen und erfordern umfangreiche Ingenieursarbeit, bevor sie marktreif sind.

In Deutschland spielt dabei ein Netzwerk aus Forschungsinstituten, Technologietransfer‑Programmen und spezialisierten Investoren eine wichtige Rolle.

Beispiele dafür sind:

• High‑Tech Gründerfonds (HTGF) – einer der aktivsten Frühphasen‑Investoren für technologieorientierte Startups in Europa.
• Tech‑Transfer‑Fonds TT49, der gezielt wissenschaftsbasierte Ausgründungen aus Forschungseinrichtungen finanziert und lange Entwicklungsphasen überbrücken soll.

Solche Investoren sollen Startups wie Qurie dabei helfen, Laborprototypen in industriell skalierbare Produkte zu überführen.

Kühlung als unterschätzter Faktor der Energiewende

Heizen und Kühlen verursachen einen erheblichen Anteil des weltweiten Energieverbrauchs. Effizientere Technologien in diesem Bereich gelten daher als wichtiger Hebel für die Energiewende.

Wärmepumpen sind bereits heute eine zentrale Lösung für klimafreundliche Gebäude‑ und Prozesswärme, insbesondere wenn sie mit erneuerbarem Strom betrieben werden.

Elektro‑kalorische Systeme könnten künftig einen weiteren Schritt darstellen: Kühl‑ und Heiztechnik ohne Kompressor, ohne klassische Kältemittel und mit potenziell höherer Effizienz.

Sollte es Unternehmen wie Qurie gelingen, diese Technologie aus dem Forschungslabor in industrielle Anwendungen zu bringen, könnte sich langfristig verändern, wie Gebäude, Fahrzeuge und Geräte weltweit mit Wärme und Kälte umgehen.