Kryogene Gemischkältekreisläufe (cryogenic mixed refrigerant cycles, CMRC) stellen eine attraktive Technologie zur Bereitstellung von Kälteleistung im Temperaturbereich zwischen 80 K und 200 K dar. Aufgrund des einfachen Anlagenaufbaus bieten sie eine zuverlässige, kostengünstige und im Vergleich zu Cryocoolern besser skalierbare Kühltechnologie. Durch geeignete Wahl der Gemischzusammensetzung sind vergleichsweise hohe Prozesseffizienzen möglich, weswegen mit weitsiedenden Kältemittelgemischen betriebene Prozesse bereits seit Jahrzehnten in der industriellen Erdgasverflüssigung zum Einsatz kommen.

In der Vergangenheit wurde der Einsatz von Gemischkältekreisläufen auch zur Kühlung von Anwendungen im Bereich der Hochtemperatursupraleitung (HTS) diskutiert. Der Verlust ihres elektrischen Widerstandes unterhalb der Sprungtemperatur macht Supraleiter insbesondere für den Transport großer Ströme im Bereich von 10 kA interessant. Zur Kühlung der HTS-Anwendungen auf Temperaturen von 65 K bis 77 K wird in der Regel auf einen offenen Prozess mit flüssigen Stickstoff zurückgegriffen, da die Kühlung mit etablierten, geschlossenen Prozessen in diesem Temperaturbereich die Grenzen ihrer Skalierbarkeit erreicht. Frühere Arbeiten am ITTK konnten zeigen, dass Gemischkältekreisläufe in der Lage sein könnten, diese Technologielücke zu schließen.

Im Rahmen der aktuellen Forschungsarbeiten am ITTK wird der Einsatz eines kompakten mikrostrukturierten Wärmeübertragers in einem CMRC-Prozess als Stromzuführung zu einem Hochtemperatursupraleiter erprobt. Darüber hinaus wird die theoretische Eignung der Technologie für Anwendungen im Bereich der Wasserstoff- und Helium-Rückverflüssigung erforscht.