Het heeft even geduurd, maar ook in Nederland merken we hoe de zomers almaar heter worden. De meeste mensen rekenen nog steeds op hun klassieke airco – logisch, want zonder verkoeling is het niet uit te houden. Toch zijn traditionele systemen berucht vanwege hun hoge elektriciteitsverbruik én schadelijke koelmiddelen — slecht nieuws voor zowel uw portemonnee als het milieu.
Amerikaanse doorbraak: Koelen met half zoveel stroom
Het goede nieuws? Amerikaanse wetenschappers zijn erin geslaagd een nieuwe techniek te ontwikkelen waarmee airco’s straks twee keer zo energiezuinig kunnen zijn. Onderzoekers van het Applied Physics Laboratory (APL) aan de Johns Hopkins University (Maryland, VS) hebben een hoogtechnologisch materiaal uitgewerkt dat conventionele thermo-elektrische systemen ruimschoots overtreft. Hun studie verscheen onlangs in Nature Communications.
Het geheim zit in de zogenaamde “CHESS superroosters”: dunne, gelaagde structuren die een enorme verbetering betekenen voor alles wat met koeling en energie-efficiëntie te maken heeft. Deze innovatie kondigt een nieuw tijdperk aan waarin we niet langer afhankelijk zijn van lawaaierige, schadelijke compressorairco’s.
“Met deze baanbrekende demonstratie laten we zien dat onze ultradunne CHESS-materialen écht het verschil maken”, legt projectleider Rama Venkatasubramanian uit in een persbericht van de universiteit.
Waarom gewone airco-systemen zo inefficiënt zijn
De meeste airconditioners werken op basis van een stoomcompressiecyclus met chemische koelmiddelen. Simpel gezegd: een compressor perst het koelmiddel samen — het gas wordt heet, geeft zijn warmte aan de buitenlucht af, en koelt vervolgens weer flink af bij een plotselinge drukverlaging. Dit proces, waarin het koelmiddel voortdurend wordt verdampt en gecondenseerd, vraagt veel mechanische onderdelen en flink wat stroom. En stil zijn zulke units nooit.
Het innovatieve CHESS-materiaal doet het anders: het verplaatst warmte via elektronen door speciale halfgeleiders — zonder bewegende onderdelen. Gevolg: een systeem dat veel stiller, compacter, betrouwbaarder én milieuvriendelijker is dan traditionele airco’s. geen chemische dampen, geen brommende motor. Het verschil merkt u direct.
Tot voor kort waren thermo-elektrische koelers nauwelijks geschikt voor meer dan mini-apparaten of reiskoelboxen — ze waren te zwak en lastig op grote schaal te maken. Maar met het nieuwe dunne-laag-ontwerp van CHESS-materialen is de poort naar massaproductie opengezet.
Zo werkt het nieuwe materiaal – en waarom het betaalbaar is
Voor het aanbrengen van de ultradunne CHESS-lagen gebruiken de onderzoekers een techniek uit de productie van ledlampen en zonnepanelen: metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD, mocht u het willen opzoeken). U heeft per verkoelingseenheid maar 0,003 kubieke centimeter materiaal nodig — net zo groot als een zandkorrel. Daardoor blijft het betaalbaar en schaalbaar.
De prestaties zijn ronduit indrukwekkend: bijna 100% efficiënter dan bestaande thermo-elektrische materialen bij kamertemperatuur. Concreet vertaalt zich dat in ruim 75% efficiëntiewinst op apparaatniveau en 70% bij volledig geïntegreerde koelsystemen. Niet gek, voor zo’n piepklein beetje materiaal.
Geverifieerd en gevalideerd met hulp van Samsung
Om te garanderen dat deze cijfers geen labillusie zijn, hebben de onderzoekers samengewerkt met Samsung Electronics. Met een strak validatieprotocol — denk aan gedetailleerde thermische modellering en simulaties — konden ze bewijzen dat hun materiaal ook in praktijkomstandigheden superieur presteert.
De testen liepen bij 25 °C, vergelijkbaar met typische situaties in Nederlandse woningen en kantoren. Het resultaat: dezelfde zuinigheid en snelheid als in het lab.
Volgens Venkatasubramanian kan de technologie straks alles aan — van compacte gadgets tot grote klimaatsystemen voor kantoorgebouwen. De inzetbaarheid doet denken aan lithium-ion batterijen: ooit alleen voor mp3-spelers, nu onmisbaar in fietsen, auto’s en boten.
Meer dan koeling: onverwachte mogelijkheden
Maar er is meer. CHESS-materialen kunnen temperatuurverschillen omzetten in bruikbare energie — bijvoorbeeld lichaamswarmte in stroom voor uw smartwatch of prothese. Volgens onderzoekleider Jeff Maranchi opent dit deuren naar slimme oplossingen voor wearables, medische protheses en zelfs ruimtevaart.
De kern: met deze revolutionaire materialen maken duurzame, fluisterstille en zuinige airco’s eindelijk hun opmars. Het idee dat we – op z’n Rotterdams gezegd – voor comfort altijd de planeet een tik moeten verkopen, kan vanaf 2025 eindelijk overboord.
Wat betekent dit voor u?
- Lagere energierekening door efficiëntere koeling.
- Geen overbodig lawaai of milieuschadelijke stoffen meer in huis.
- Toekomstbestendig: deze technologie kan uitgroeien tot standaard in woon- en werkklimaatbeheersing, én zelfs nieuwe wearables mogelijk maken.
De eerste commerciële toepassingen laten vast niet lang op zich wachten. Hoog tijd om uw oude airco mee te geven met de grofvuil — dat is niet alleen goed voor uw comfort, maar ook voor heel Nederland.