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Es tönt auf Anhieb wie ein Witz, aber wenn man sich in die Sache vertieft, macht es durchaus Sinn: Mit heissem Wasser lassen sich Computer ökologischer kühlen, weil so die abgeführte Wärme besser genutzt werden kann. Die Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) in Zürich und der Computerhersteller IBM bauen laut einer Mitteilung vom Dienstag an einem solchen Supercomputer, der den Energieverbrauch um 40 Prozent und die CO2-Bilanz im Vergleich zu ähnlichen Systemen um bis zu 85 Prozent reduzieren soll. Das System läuft unter dem Namen Aquasar.

Ein zentraler Aspekt bei der Energieeffizienz ist die Kühlung des Computers, schreibt die ETH. Bis zu 50 Prozent der Energie werden nicht für die Rechenleistung selbst, sondern für die notwendige Kühlung verbraucht. Das Problem ist, dass ein Computerchip zehnmal mehr Wärme als eine Kochplatte auf der gleichen Fläche entwickelt. Ungekühlt überhitzt er innert Sekunden und geht kaputt. Für einen sicheren Betrieb muss der Chip daher stetig unter 85 Grad Celsius gekühlt werden.

Besser als die meist eingesetzte Luft eignet sich Wasser zur Kühlung, da es Wärme 4000-mal effizienter als Luft speichert. Zudem kann Wasser die Wärme hervorragend transportieren. Allerdings muss das Kühlsystem hermetisch dicht sein, damit Wasser und Elektronik nicht in Berührung kommen. Bei Aquasar bringen die Forscher die Wasserkühlung so direkt wie möglich an die Wärmequelle - den Chip - heran. Sie setzen leistungsfähige Mikro-Kanal-Kühler ein, die auf der Rückseite des Chips angebracht werden.

Dank der Kühler können die Chips selbst mit bis zu 60 Grad Celsius heissem Wasser noch auf Betriebstemperatur gekühlt und wertvolle Abwärme gewonnen werden. Damit man die Wärmeenergie, die man von den Prozessoren wegleitet, am effizientesten nutzen kann, muss die Temperatur der Abwärme möglichst hoch sein. Prinzipiell gilt: Je heisser die Wärmeenergie desto wertvoller. Die Abwärme wird durch einen Wärmetauscher an die Gebäudeheizung abgegeben.

Inspiriert wurde das Forschungsteam bei der Entwicklung des Kühlkreislaufs durch die Natur. Die Wissenschaftler testen Systeme, die den hochoptimierten, menschlichen Blutkreislauf nachahmen. Im Körper sorgt ein Netzwerk von Gefässen und Kapillaren dafür, dass Wärme und Energie mit der grösstmöglichen Effizienz in jeden Teil unseres Körpers transportiert werden. Die Kühlung von Aquasar ist nach den gleichen Prinzipien aufgebaut. Die etwa 2 Quadratzentimeter grossen Mikro-Kanal-Wasserkühler verfügen über viele hundert kleine Kapillaren.