Dieses Dünnschicht-Peltier-Element soll den Weg zu kompakten, energieeffizienten und fortschrittlichen Kühlsystemen ganz ohne mechanische Kompressoren oder konventionielle Kältemittel ebnen. Dabei nutzt man den sogenannten Peltier-Effekt: Durch Stromfluss zwischen zwei Halbleiterschichten wird ein gerichteter Wärmetransport erzeugt; mit Hilfe von Nanoengineering lässt sich Wärme gezielt und effizient übertragen. Damit erreicht man nicht nur eine höhere Kühlleistung, sondern die einfache, modulare Struktur eröffnet zudem ganz neue Gestaltungsmöglichkeiten für Kühlsysteme.

Peltier-Effekt spielt Schlüsselrolle

Im Mai bzw. Juni 2025 veröffentlichte das Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) die Forschungsergebnisse in der Fachzeitschrift Nature Communications und beschreibt die Peltier-Technologie als Schlüsselkomponente für die nächste Generation energieeffizienter Hausgeräte. Derzeit steckt das innovative Kühl-Prinzip allerdings noch in der Entwicklung und ist bislang nicht serienreif. „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.“

Hybridkühlung im Praxistest

Bereits 2024 präsentierte Samsung das Peltier-Modul für ausgewählte Märkte wie Korea und USA in der gegenwärtigen Praxis: Der „Bespoke AI Hybrid Kühlschrank mit AI Hybrid Cooling“ kombiniert die innovative Technologie mit einem hocheffizienten „Digital Inverter Kompressor“. Je nach Bedarf kann das Gerät zwischen unterschiedlichen Kühlmethoden wechseln: Im Normalbetrieb arbeitet der Kompressor energieoptimiert; wird ein erhöhter Kühlbedarf erkannt, aktiviert das System zusätzlich zum Kompressor das Peltier-Modul. Weil hier auf einer Seite Wärme aufgenommen und auf der anderen Seite Strom abgegeben wird, bleibt die Temperatur im Kühlraum stabil.

Auf dem Weg in die Zukunft

Während ihres achtmonatigen Forschungsprojekts entwickelten Samsung und APL neue Packaging-Methoden und thermische Interface-Materialien, um den Wärmewiderstand an den Kontaktflächen der Peltier-Elemente zu minimieren und gleichzeitig die Wärmeübertragung zu optimieren. Dadurch soll die Integration von Dünnschicht-Peltier-Modulen in Seriengeräte künftig möglich werden. Schließlich will Samsung langfristig komplett auf konventionelle Kältemittel verzichten – Halbleiter-Technologie, KI und 3D-gedruckte Komponenten sollen die Peltier-Kühlung zu einer tragenden Säule der nächsten Geräte-Generation machen.