Chinesische Wissenschaftler haben eine „Schockkühlung“ entwickelt – ein Verfahren, um KI-Server in 20 Sekunden ohne FCKW zu kühlen

China entwickelt „Schockkühlung“ – eine neue Methode zur Kühlung von Rechenzentren

1. Warum das wichtig ist – Energetisches Ungleichgewicht: China produziert fast doppelt so viel Strom wie die USA. Das verschafft ihm einen Vorteil im Wettlauf um künstliche Intelligenz, aber ein Großteil der erzeugten Energie wird für die Kühlung von Serverräumen verwendet.

- Möglicher Ressourcenmangel: Derzeit reicht noch Energie, aber mit dem Wachstum der Datenvolumina könnte die Kühlung zum Engpass werden.

2. Neue Idee von chinesischen Wissenschaftlern – Forschungsinstitut: Institut für Metallkunde der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (Institute of Metal Research).

- Neuer Mechanismus: *Barokalorischer Effekt bei Auflösung* – kurz dissolution barocaloric effect.

- System auf Basis einer Lösung aus Ammoniumthiocyanat (NH₄SCN):

- Bei hohem Druck wird das Salz ausgefällt und gibt Wärme ab.
- Ein schneller Druckabfall führt zu sofortiger Auflösung des Salzes, wodurch enorme Mengen an Wärme aus der Flüssigkeit aufgenommen werden.

3. Funktionsweise des Kühlzyklus
1. Erhitzung unter Druck – die Lösung erwärmt sich.
2. Wärmeströme – das Ausfällungs­salz gibt Wärme nach außen ab.
3. Kühlung bei Druckabfall – ein starker Unterdruck führt zur sofortigen Auflösung, wodurch Wärme aufgenommen wird.
4. Zuführung kalter Flüssigkeit – die gekühlte Flüssigkeit wird zu den Serverblöcken transportiert.

- Geschwindigkeit und Leistung: Der flüssige Zyklus ist schneller und effizienter als herkömmliche feste barokalorische Materialien.
- Umweltfreundlichkeit: Er benötigt keine fluorierte Kühlmittel – eine saubere Alternative zu Kompressorkühlsystemen.

4. Ergebnisse der Labortests
| Kennzahl | Wert |
|---|---|
| Kühlung bei Raumtemperatur | ~30 °C nach 20 Sekunden Druckabfall (Eis­temperatur) |
| Maximaler Temperaturunterschied | über 50 °C in einzelnen Experimenten |
| Energie, die pro Zyklus aufgenommen wird | bis zu 67 J/g Arbeitsflüssigkeit |
| Theoretische Effizienz | 77 % (nahezu 80 %) – deutlich höher als typische 50 % bei Haushaltskühlschränken |

5. Perspektiven und weitere Schritte – Die Technologie befindet sich noch in Laborbedingungen, aber ihre hohe Geschwindigkeit, Leistung und der Verzicht auf FCKW machen sie vielversprechend für den großflächigen Einsatz.

- Forschungsziele:
- Optimierung der Arbeitsdrücke.
- Erhöhung der Lebensdauer der Lösung (Vermeidung von Kristallisation).
- Integration in reale Kühlungssysteme von Rechenzentren und Industrieanlagen.

Wenn diese Aufgaben gelöst werden, kann die „Schockkühlung“ die CO₂‑Emissionen des Kühlsystems erheblich reduzieren und eine nachhaltigere Entwicklung hoch­technologischer Branchen ermöglichen.