Flüssiger Stickstoff (LN2), Trockeneis (CO2) und Wassereis (H2O) sind weitverbreitete Kühlmittel in Forschungslaboratorien. Die Herstellung, Transport und Lagerung sind vor allem bei LN2 und CO2 mit einem großen Energieaufwand verbunden. Durch den hohen Verbrauch im Foschungsumgfeld werden diese Kühlmittel in großen Tanks bzw. Containern vorrätig gehalten.
Eine Übersicht des CO2-Fußabdruck einzelner Kühlmittel fehlt bislang für einen quantitativen Vergleich in Bezug auf deren Nachhaltigkeit.
| Siedepunkt /°C | Schmelzpunkt /°C | |
|---|---|---|
| Wassereis | 100 | 0 |
| Trockeneis | -78 (Sublimation) | |
| Flüssigstickstoff | -196 | −210 |
Die ständige Verfügbarkeit dieser Kühlmittel sollte jedoch nicht über die hohen Kosten dieser Ressourcen hinwegtäuschen. Ein sparsamer Umgang und effizienter Einsatz im Experiment (u.a. Verwendung von gut isolierten Dewar-Gefäßen) ist daher angebracht.
Mit Hilfe von Kältemischungen, also Mischungen eines Kühlmittels mit einem Lösungsmittel bzw. Salz können einfach verschiedene definierte Temperaturen erreicht werden. Hierbei können durch die Wahl einer passenden Salzmischung mit Wassereis bis zu -40°C erreicht werden.
Die Liste von Kältemischungen bietet einen ersten Überblick über verschiedene Kältemischungen.
Kryostate erlauben die genaue Einstellung einer Zieltemperatur bis in den Bereich von wenigen Millikelvin mit mehr oder weniger technischem Aufwand und Energieverbrauch. Auch hier ist durch den großen Energieaufwand für die Kühlung ein effizienter Einsatz im Experiment angebracht.
Viele empfindliche Proben aus medizinisch-biologischen Laboratorien werden tiefgekühlt mit Trockeneis versendet. Durch Ausweisung eines zentralen -80°C-Tiefkühlschranks, an dem diese Art von Proben angeliefert bzw. versendet werden, können die erhaltenen Trockeneispäckchen entsprechend zwischengelagert und für weitere Sendungen widerverwendet werden. Um eine Sublimation des Trockeneises zu verhindern (s.o.) muss der Tiefkühlschrank auf -80 °C eingestellt sein. Dieses Vorgehen wird bereits im Biozentrum erfolgreich praktiziert.
— Thomas Fischer 2024/05/06 08:50