Thermoelektrischer Generator aus Nano-Silizium
- Pressemitteilung der Firma BINE Informationsdienst, 20.06.2012
Pressemitteilung vom: 20.06.2012 von der Firma BINE Informationsdienst aus Bonn
Kurzfassung: 2Temperaturgefälle zur Stromerzeugung nutzen Abwärme im Niedertemperaturbereich verpufft nicht mehr: Thermoelektrische Generatoren können die Wärmeenergie in Abgasen bis zu einer Temperatur von 300 °C umsetzen. Die Leistung steigt mit der ...
[BINE Informationsdienst - 20.06.2012] Thermoelektrischer Generator aus Nano-Silizium
2Temperaturgefälle zur Stromerzeugung nutzen
Abwärme im Niedertemperaturbereich verpufft nicht mehr: Thermoelektrische Generatoren können die Wärmeenergie in Abgasen bis zu einer Temperatur von 300 °C umsetzen. Die Leistung steigt mit der Temperaturdifferenz und reicht, um in künftigen Fabriken die Komponenten drahtloser Sensornetzwerke zu versorgen oder in größeren Einheiten die Restwärme von Kraftwerks-Abluft zu verstromen. Der kleine millimetergroße Energiewandler nutzt als Basismaterial Silizium, das mit einem neu entwickelten Verfahren produziert wird.
Stefan Haep, Geschäftsführer des Instituts für Energie- und Umwelttechnik e.V. (IUTA), beurteilt die Aussichten für die neue Technologie als vielversprechend: "Wir eröffnen hier neue Nutzungspotenziale für die Automobilindustrie sowie für die Energie- und Umwelttechnik, aber der Zukunftsmarkt liegt in der Industrie 4.0 – wo drahtlose Netzwerke mit unzähligen Sensoren und Knotenpunkten zu versorgen sein werden." Bisher ungenutzte Abwärme oder Temperaturgefälle könnte zur Stromversorgung für Kommunikationstechnik und andere Kleinverbraucher eingesetzt werden.
Neues Verfahren zur Herstellung von Nano-Silizium
Zusammen mit dem Institut für Verbrennung und Gasdynamik (UDE) wurde ein Syntheseverfahren für Nanopartikel entwickelt, mit dem diese erstmalig im Kilogramm-Maßstab produziert werden können. In einem anschließenden Sinterprozess werden die Partikel in die benötigte Form gebracht. Bei der Fügetechnik für diese innovativen Materialien orientierten sich die Wissenschaftler an im Raumfahrtsektor eingesetzte Technologien; aus diesen entwickelten sie eine wirtschaftlichere Methode zur Produktion von robusten und langlebigen Modulen. Die Herstellung der neuen Technologie ist anspruchsvoll: Die unterschiedlichen Materialien sind dauerhaft und sicher zu verbinden und so einzuschließen, dass die Generatoren Umgebungseinflüssen, insbesondere hohen Temperaturunterschieden und -schwankungen, widerstehen. Gemeinsam arbeiten die Forscher des IUTA, der UDE und der GSI – Gesellschaft für Schweißtechnik International mbH (Duisburg) an den dafür erforderlichen speziellen Technologien, um den Wirkungsgrad der Generatoren zu steigern und eine kostengünstige Massenproduktion vorzubereiten.
Mit der Verwendung von Silizium führen sie damit eine ökologisch verträgliche Technologie ein. Die bisherigen – vor allem in Raumfahrtprojekten oder in Spezialanwendungen – eingesetzten thermoelektrischen Generatoren enthalten meist umweltschädliche (z. B. Blei) und seltene Rohstoffe wie Selen oder Tellur.
Ein ausgezeichnetes Projekt
Das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) fördert dieses Vorhaben der Industriellen Gemeinschaftsforschung, das im Mai 2012 in Köln mit dem InnoMateria Award ausgezeichnet wurde.
"Wir arbeiten hier an Grundlagen für zukünftige industrielle Anwendungen in allen Bereichen der Energierückgewinnung, demnächst wird es möglich, wirtschaftlich und ökologisch Strom aus Energiequellen wie Strahlung, Umgebungstemperatur, Vibrationen oder Luftströmungen zu erzeugen. Der von uns entwickelte Demonstrator kann als Ausgangspunkt für Produkte dienen, die sich hervorragend in den ‚Green Energy’-Markt einfügen", ordnet der Projektleiter Stefan Peil das Vorhaben ein.
Kontakt:
BINE Informationsdienst
FIZ Karlsruhe - Büro Bonn
Redaktionsleitung: Johannes Lang
Kaiserstraße 185-197
53113 Bonn
Tel. (+49) 228 92379-0
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E-Mail redaktion@bine.info
2Temperaturgefälle zur Stromerzeugung nutzen
Abwärme im Niedertemperaturbereich verpufft nicht mehr: Thermoelektrische Generatoren können die Wärmeenergie in Abgasen bis zu einer Temperatur von 300 °C umsetzen. Die Leistung steigt mit der Temperaturdifferenz und reicht, um in künftigen Fabriken die Komponenten drahtloser Sensornetzwerke zu versorgen oder in größeren Einheiten die Restwärme von Kraftwerks-Abluft zu verstromen. Der kleine millimetergroße Energiewandler nutzt als Basismaterial Silizium, das mit einem neu entwickelten Verfahren produziert wird.
Stefan Haep, Geschäftsführer des Instituts für Energie- und Umwelttechnik e.V. (IUTA), beurteilt die Aussichten für die neue Technologie als vielversprechend: "Wir eröffnen hier neue Nutzungspotenziale für die Automobilindustrie sowie für die Energie- und Umwelttechnik, aber der Zukunftsmarkt liegt in der Industrie 4.0 – wo drahtlose Netzwerke mit unzähligen Sensoren und Knotenpunkten zu versorgen sein werden." Bisher ungenutzte Abwärme oder Temperaturgefälle könnte zur Stromversorgung für Kommunikationstechnik und andere Kleinverbraucher eingesetzt werden.
Neues Verfahren zur Herstellung von Nano-Silizium
Zusammen mit dem Institut für Verbrennung und Gasdynamik (UDE) wurde ein Syntheseverfahren für Nanopartikel entwickelt, mit dem diese erstmalig im Kilogramm-Maßstab produziert werden können. In einem anschließenden Sinterprozess werden die Partikel in die benötigte Form gebracht. Bei der Fügetechnik für diese innovativen Materialien orientierten sich die Wissenschaftler an im Raumfahrtsektor eingesetzte Technologien; aus diesen entwickelten sie eine wirtschaftlichere Methode zur Produktion von robusten und langlebigen Modulen. Die Herstellung der neuen Technologie ist anspruchsvoll: Die unterschiedlichen Materialien sind dauerhaft und sicher zu verbinden und so einzuschließen, dass die Generatoren Umgebungseinflüssen, insbesondere hohen Temperaturunterschieden und -schwankungen, widerstehen. Gemeinsam arbeiten die Forscher des IUTA, der UDE und der GSI – Gesellschaft für Schweißtechnik International mbH (Duisburg) an den dafür erforderlichen speziellen Technologien, um den Wirkungsgrad der Generatoren zu steigern und eine kostengünstige Massenproduktion vorzubereiten.
Mit der Verwendung von Silizium führen sie damit eine ökologisch verträgliche Technologie ein. Die bisherigen – vor allem in Raumfahrtprojekten oder in Spezialanwendungen – eingesetzten thermoelektrischen Generatoren enthalten meist umweltschädliche (z. B. Blei) und seltene Rohstoffe wie Selen oder Tellur.
Ein ausgezeichnetes Projekt
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"Wir arbeiten hier an Grundlagen für zukünftige industrielle Anwendungen in allen Bereichen der Energierückgewinnung, demnächst wird es möglich, wirtschaftlich und ökologisch Strom aus Energiequellen wie Strahlung, Umgebungstemperatur, Vibrationen oder Luftströmungen zu erzeugen. Der von uns entwickelte Demonstrator kann als Ausgangspunkt für Produkte dienen, die sich hervorragend in den ‚Green Energy’-Markt einfügen", ordnet der Projektleiter Stefan Peil das Vorhaben ein.
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Aktuelle Informationen aus Forschung und Technik werden durch die BINE-Fachredaktion gründlich recherchiert, prägnant und zielgruppenorientiert aufbereitet und potentiellen Anwendern vermittelt. In drei Inforeihen (Projekt-Info, Themen-Info und basisEnergie) informiert BINE über Ergebnisse und Erfahrungen aus Forschung und Anwendungsprojekten. Die Infos können auch im kostenfreien Abonnement bezogen werden. Die BINE-Publikationen werden im Internet systematisch mit weiteren Informationen und Angeboten (u. a. InfoPlus) vernetzt und durch das BINE-Expertentelefon ergänzt. Hier bietet BINE projektbezogene und praxisrelevante Zusatzinformationen.
Ergänzt werden die BINE Broschüren durch die "BINE Informationspakete". Die Buchreihe bietet aktuelles, in der Praxis verwertbares Anwendungs-know-how und Forschungswissen. Die Buchreihe erscheint im Verlag Solarpraxis und ist im Buchhandel oder über die BINE Homepage bestellbar.
Die Planung und Realisierung eines energieeffizienten Gebäudes, die Wärmerückgewinnung in industriellen Prozesse oder die Integration erneuerbarer Energien in bestehende Energiesysteme sind komplexe und anspruchsvolle Aufgaben - sie erfordern aktuelle und erstklassige Informationen für richtige Entscheidungen. BINE wendet sich als kompetenter Partner an Planer, Berater und Architekten, an Entwickler, Hersteller und Handwerker, an Akteure der Aus- und Weiterbildung und an die Medien.
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