Innovatives Kühlprinzip: Dünnschicht-Peltier-Technologie

Das gemeinsam entwickelte Dünnschicht-Peltier-Element nutzt Nanoengineering, um Wärme gezielt und effizient zu übertragen. Im Vergleich zu bisherigen Modulen kann die neue Technologie eine höhere Kühlleistung erreichen. Damit kann sie den Weg für kompakte, energieeffiziente und fortschrittliche Kühlsysteme ohne mechanische Kompressoren oder konventionelle Kältemittel ebnen. Der Peltier-Effekt ermöglicht die präzise Steuerung des Wärmetransfers durch elektrischen Stromfluss – eine Halbleiter-basierte Alternative zu herkömmlichen Kompressionssystemen. Durch die einfache, modulare Struktur lassen sich völlig neue Gestaltungsmöglichkeiten für Kühlgeräte erschließen.

Von der Forschung zur Anwendung: Hybridkühlung im Praxiseinsatz

Bereits 2024 präsentierte Samsung den ersten Bespoke AI Hybrid Kühlschrank mit AI Hybrid Cooling², das Peltier-Technologie mit einem hocheffizienten Digital Inverter Kompressor³ kombiniert. Das Gerät kann je nach Bedarf zwischen unterschiedlichen Kühlmethoden wechseln – ähnlich wie ein Hybridfahrzeug zwischen zwei Energiequellen. Im Normalbetrieb arbeitet der Kompressor energieoptimiert. Wird ein erhöhter Kühlbedarf erkannt – etwa nach dem Einlagern warmer Lebensmittel oder in heißen Sommermonaten – aktiviert das System zusätzlich zum Kompressor das Peltier-Modul⁴. Dadurch bleibt die Temperatur im Kühlraum konstant und die Innentemperatur kann stabil gehalten werden.

Die fortschrittliche Dünnschicht-Peltier-Technologie eröffnet nun nicht nur neue Möglichkeiten bei der Gerätekonstruktion, sondern kann auch dazu beitragen in Zukunft, Energieverbrauch und Temperaturstabilität im Kühlraum zu verbessern. „Da Kühlschränke rund um die Uhr in Betrieb sind, liegt unser Fokus auf einer möglichst effizienten Energienutzung“, sagt Sungjin Jung vom Samsung Research’s Life Solution Team. „Mit der neuen Dünnschicht-Peltier-Technologie können wir die Kühlleistung gezielt steigern und den Energieverbrauch reduzieren. Damit unterstreichen wir unser Engagement für innovative und zukunftsweisende Hausgeräte, die den Alltag unserer Kundinnen und Kunden komfortabel gestalten.“

Technologische Fortschritte durch neue Materialien und Packaging

Im Rahmen eines achtmonatigen Forschungsprojekts entwickelten die Samsung-Forschungsbereiche zusammen mit APL neue Packaging-Methoden und thermische Interface-Materialien, um den Wärmewiderstand an den Kontaktflächen zu minimieren und die Wärmeübertragung zu optimieren. Diese Fortschritte ermöglichen die Integration der Dünnschicht-Peltier-Module in zukünftige Seriengeräte.

Auf dem Weg zu kältemittelfreien Kühlsystemen

Langfristig verfolgt Samsung das Ziel, vollständig auf konventionelle Kältemittel zu verzichten. Durch den Einsatz von Halbleitertechnologie, künstlicher Intelligenz und 3D-gedruckten Komponenten soll die Peltier-Kühlung zu einer tragenden Säule der nächsten Gerätegeneration werden. Aktuell wird Hybridtechnologie bereits in ausgewählten Märkten wie Korea, den USA und Europa angeboten. Mit der konsequenten Weiterentwicklung der Peltier-Kühltechnologie bietet Samsung eine energieeffiziente, leise und kompakte Kühlung. Das Unternehmen sieht darin einen wichtigen Schritt in Richtung kältemittelfreier Kühlgeräte.

¹ https://www.nature.com/articles/s41467-025-59698-y

² Die Technologie AI Hybrid Cooling nutzt ein auf KI basierendes Machine-Learning-Modell, das zunächst das typische Nutzungsverhalten und die entsprechende Innentemperatur vorhersagt und dann die passende Kühlmethode wählt. Das Peltier-Modul nutzt den Peltier-Effekt, bei dem auf einer Seite Wärme aufgenommen und auf der anderen Seite Strom abgegeben wird, der zwischen n- und p-Halbleitern fließt.

³ Der Digital Inverter Kompressor erfordert eine WLAN-Verbindung, ein Samsung Benutzerkonto und den Betrieb des AI Energy Mode über die SmartThings App, die für Android- und iOS-Geräte verfügbar ist.

⁴ Das Peltier-Element arbeitet unter einer der folgenden Bedingungen: 1) Wenn die Temperatur im Kühlschrank über den normalen Bereich ansteigt; 2) Wenn die AI das Nutzungsverhalten des Geräts analysiert, die Temperatur nach einem bestimmten Zeitraum prognostiziert und Situationen wie große Lagerhaltung oder Reinigung erkennt.