{"id":275272,"date":"2021-02-23T17:00:55","date_gmt":"2021-02-23T16:00:55","guid":{"rendered":"http:\/\/innovationorigins.com\/?p=275272"},"modified":"2021-02-23T17:00:55","modified_gmt":"2021-02-23T16:00:55","slug":"aus-abwarme-strom-erzeugen-ohne-seltene-elemente-zu-nutzen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/aus-abwarme-strom-erzeugen-ohne-seltene-elemente-zu-nutzen\/","title":{"rendered":"Aus Abw\u00e4rme Strom erzeugen, ohne seltene Elemente zu nutzen"},"content":{"rendered":"\n

Bisher musste zur Herstellung von Generatoren, die aus W\u00e4rme Strom erzeugen, eines der seltensten Elemente der Erde verwendet werden: Tellur. Dass es auch anders geht und man solche Generatoren aus nachhaltigeren Materialien fertigen kann, hat Professorin Dr. Gabi Schierning von der Fakult\u00e4t f\u00fcr Physik der Universit\u00e4t Bielefeld<\/a> nun mit Kollegen des Leibniz-Instituts f\u00fcr Festk\u00f6rper- und Werkstoffforschung IFW Dresden<\/a>, der University of Houston<\/a> (USA) und dem Harbin Institute of Technology<\/a> (China) gezeigt. Alle Materialien basieren auf besser verf\u00fcgbaren Elementen wie Magnesium und Antimon.<\/p>\n\n\n\n

“Alternativen zu Tellur zu finden, ist sehr wichtig f\u00fcr die Anwendbarkeit der Thermoelektronik\u201c, sagt Professorin Dr. Gabi Schierning. Sie erforscht in der Arbeitsgruppe “D\u00fcnne Schichten und Physik der Nanostrukturen” thermoelektrische Materialien und Bauelemente. Thermoelektrische Generatoren wandeln W\u00e4rme \u2013 in erster Linie Abw\u00e4rme, die bei der Energieerzeugung an die Umgebung abgegeben wird \u2013 in elektrische Energie um. Dabei haben Ladungstr\u00e4ger bei hohen Temperaturen eine gr\u00f6\u00dfere thermische Geschwindigkeit als bei niedrigen. Bei einem Temperaturunterschied in den thermoelektrischen Materialien wandern die Ladungstr\u00e4ger von w\u00e4rmeren in k\u00e4ltere Bereiche. Dadurch erzeugen sie eine nutzbare elektrische Spannung.<\/p>\n\n\n\n

Die Technologie k\u00f6nnte eingesetzt werden, um Abw\u00e4rme zum Teil wieder nutzbar zu machen, sagt Schoerning. “Bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe geht ein gro\u00dfer Teil der erzeugten Energie als Abw\u00e4rme verloren”, erkl\u00e4rt die Physikerin. “Indem aus der Abw\u00e4rme wieder Elektrizit\u00e4t generiert wird, lie\u00dfe sich zum Beispiel der Aussto\u00df von Treibhausgasen verringern.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Bauelemente basieren auf Magnesium und Antimon<\/h3>\n\n\n\n

Abw\u00e4rme ist im Allgemeinen bis etwa 250 Grad Celsius hei\u00df. In diesem Bereich wandeln Module aus Tellur-basierten Materialen W\u00e4rme effizient in elektrischen Strom um. “Das Ziel ist, Materialien zu finden, die \u00e4hnlich effizient sind, aber h\u00e4ufiger in der Erdkruste vorkommen und damit kosteng\u00fcnstiger sind \u2013 dadurch steigt die Chance, dass die Technologie marktf\u00e4hig wird\u201c, sagt Schierning. Sie und ihre Kollegen haben f\u00fcr ihre Studie chemische Verbindungen verwendet, die auf den Elementen Magnesium und Antimon basieren. “Dass solche Verbindungen geeignete Materialien f\u00fcr die Thermoelektronik sind, war schon einige Zeit bekannt. Bisher konnte aber nicht gezeigt werden, dass sich aus ihnen auch funktionierende thermoelektrische Bauelemente herstellen lassen. Das ist uns nun gelungen.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Bei ihren Studien haben die Forscher zun\u00e4chst die thermoelektrischen Materialien synthetisiert. Dazu mussten sie alle Bestandteile zu einem feinen Pulver vermahlen und unter Hitze verdichten. Anschlie\u00dfend wurde aus diesen Materialien das Modul angefertigt. Hierf\u00fcr haben Dr. Pingjun Ying und Dr. Ran He vom Leibniz-Institut f\u00fcr Festk\u00f6rper- und Werkstoffforschung IFW Dresden sowohl die Synthese der Materialien als auch den Aufbau so optimiert, “dass das Bauelement m\u00f6glichst effizient elektrische Energie generieren kann, was zum Beispiel von der Schichtung des Materials oder der geometrischen Struktur des Moduls abh\u00e4ngt”, erkl\u00e4ren sie. Das Ergebnis der Untersuchungen war, dass die Magnesium-basierten Bauelemente genauso effizient waren wie die auf Tellur basierenden.<\/p>\n\n\n\n

Die Forscher haben die Ergebnisse ihrer Arbeit im Fachmagazin Nature Communications<\/a> ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n\n\n\n

Weitere Artikel zum Thema Umwandlung von Abw\u00e4rme in Energie finden Sie hier<\/a>.<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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