Abo
  • Services:
Anzeige
Milliarden Gigajoule an Prozesswärme entschwinden jährlich durch Schornsteine oder über Kühlwasser.
Milliarden Gigajoule an Prozesswärme entschwinden jährlich durch Schornsteine oder über Kühlwasser. (Bild: Wolfgang Rattay/Reuters)

Wenn Chemiker, Physiker, Materialwissenschaftler, Ingenieure, Mathematiker und Informatiker zusammenarbeiten

Dabei geht es vor allem um zwei Klassen von Thermoelektrika. Zum einen sind das keramische Oxide wie etwa Kalzium-Manganat und Kalzium-Kobaltat. Sie halten sehr hohe Temperaturen bis rund 1.000 Grad Celsius aus, sind chemisch stabil, untoxisch und dürften in Zukunft wohl recht preisgünstig herzustellen sein. Allerdings liefern sie weniger Strom als die zweite Klasse von Thermoelektrika, die metallischen Verbindungen.

Anzeige

Zu den interessantesten zählen Kobalt-Verbindungen wie Skutterudit, Silicide genannte Silizium-Metall-Verbindungen, Blei- und Wismuth-haltige Telluride oder sogenannte intermetallische Verbindungen aus verschiedenen Metallen mit ungewöhnlichen Gitterstrukturen. "Die metallischen Thermoelektrika gehören zu den effizientesten", sagt Norby. Sie schmelzen auch nicht so schnell; allerdings neigen sie bei höheren Temperaturen zur Oxidation und korrodieren langsam. Deshalb sind sie nur bis etwa 500 Grad Celsius einsetzbar.

Viele Disziplinen müssen zusammenarbeiten

Bei der Erforschung von Thermoelektrika gibt es einige Herausforderungen. Denn die Entwicklung solcher Materialien ist eine stark interdisziplinäre Arbeit, bei der die Fähigkeiten von Chemikern, Physikern, Materialwissenschaftlern, Ingenieuren, Mathematikern und Informatikern gefragt sind. Mit neuen Rechenverfahren simulieren die Forscher neue Materialien im Computer und überprüfen die Eigenschaften dann in einem Teststand.

"In unserem Labor hier haben wir einen neuen Apparat zur Messung von thermoelektrischen Eigenschaften bei sehr hohen Temperaturen entwickelt", sagt Truls Norby. Das Gerät arbeitet von Raumtemperatur bis über 1.000 Grad Celsius und kann damit praktisch alle interessanten Materialien prüfen. Dabei bestimmen die Wissenschaftler die elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie die thermoelektrische Effizienz unter verschiedenen Situationen. Die Wissenschaftler verkaufen ihren Apparat mittlerweile sogar weltweit über eine Ausgründung.

Jahre vor dem Ziel

Die Forscher in Norwegen wollen damit aber auch selbst eine Reihe neuer Materialien untersuchen. Sie können zwar schon ein paar Erfolge vorweisen, doch sie sind noch nicht am Ziel. Die Forscher sind aber optimistisch. "In etwa zehn Jahren ist mit der Rückgewinnung von Energie aus Hochöfen und anderen metallurgischen Verfahren zu rechnen", so Norby.

Sollte die Entwicklung weitergehen, könnten spezielle Thermoelektrika auch in anderen Bereichen zum Einsatz kommen. So setzen etwa Motoren in Kraftfahrzeugen nur ein Zehntel bis ein Drittel des Energiegehalts im Kraftstoff in die Vorwärtsbewegung um. Der Rest verschwindet als Abwärme durch den Auspuff und über die Motorkühlung. Ein paar Prozent zurückgewonnene Energie könnten hier schon einen Unterschied machen. Aufgrund des zusätzlichen Gewichts wird das zunächst vermutlich bei Schiffsmotoren oder Lastkraftwagen der Fall sein. Aber im Prinzip fällt bei Verbrennungsmotoren so viel Abwärme an, dass der Einsatz von Thermoelektrika interessant werden könnte.

Aber auch bei anderen Prozessen, bei denen hohe Temperaturen auftreten, könnte sich Thermoelektrik als hilfreich erweisen: etwa bei der Solarthermie, Blockheizkraftwerken oder Müllverbrennungsanlagen. Bei all diesen Anlagen werden auf konzentriertem Raum große Mengen Energie bei hohen Temperaturen umgesetzt - eigentlich ideale Voraussetzungen für Thermoelektrika. Vielleicht schon in wenigen Jahren werden ganz neue Materialien dann mithelfen, die Energieeffizienz bei wichtigen Prozessen weiter zu steigern.

 Thermoelektrika: Abwärme als Rohstoff

eye home zur Startseite
errezz 13. Nov 2016

Mal abgesehen davon, dass das in der Übergangszeit und im Winter die nutzbare Wärme doch...

Flasher 09. Nov 2016

Naja selbst in Autos wird die Abwärme der Kraftstroffverbrennung ja in gewissen Grenzen...

Ludgar 09. Nov 2016

Es gibt auch andere Techniken, die Abwärme nutzen können, z.b. aus Kühlkreisläufen oder...

TobiVH 09. Nov 2016

Ein E Auto mit Thermoelektrischen Eeigenschaften. Lädt sich selbst stärker, wenn man mehr...



Anzeige

Stellenmarkt
  1. IBM Client Innovation Center Germany GmbH, Köln/Bonn
  2. dSPACE GmbH, Paderborn
  3. Endress+Hauser Flowtec AG, Reinach (Schweiz)
  4. CompuGroup, Koblenz, Bochum


Anzeige
Top-Angebote
  1. (u. a. The Evil Within 2 PC 19,97€, FIFA 18 PC 34,97€ oder für PS4 41,97€, Wolfenstein 2 PS4...
  2. (u. a. Wonder Woman, Transformers 5, King Arthur, Mad Max Fury Road, Deepwater Horizon, Batman v...

Folgen Sie uns
       


  1. Deutsche Telekom

    Weitere 39.000 Haushalte bekommen heute Vectoring

  2. Musikerkennungsdienst

    Apple erwirbt Shazam

  3. FTTH

    EWE senkt die Preise für seine Glasfaserzugänge

  4. WLAN

    Zahl der Vodafone-Hotspots steigt auf zwei Millionen

  5. Linux-Grafiktreiber

    Mesa 17.3 verbessert Vulkan- und Embedded-Treiber

  6. Gemini Lake

    Intel bringt Pentium Silver mit Gigabit-WLAN

  7. MG07ACA

    Toshiba packt neun Platter in seine erste 14-TByte-HDD

  8. Sysinternals-Werkzeug

    Microsoft stellt Procdump für Linux vor

  9. Forschungsförderung

    Medizin-Nobelpreisträger Rosbash kritisiert Trump

  10. Sicherheit

    Keylogger in HP-Notebooks gefunden



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de


Anzeige
Umrüstung: Wie der Elektromotor in den Diesel-Lkw kommt
Umrüstung
Wie der Elektromotor in den Diesel-Lkw kommt
  1. Uniti One Schwedisches Unternehmen Uniti stellt erstes Elektroauto vor
  2. LEVC London bekommt Elektrotaxis mit Range Extender
  3. Vehicle-to-Grid Honda macht Elektroautos zu Stromnetz-Puffern

China: Die AAA-Bürger
China
Die AAA-Bürger
  1. Microsoft Supreme Court entscheidet über die Zukunft der Cloud

Watch Series 3 im Praxistest: So hätte Apples erste Smartwatch sein müssen
Watch Series 3 im Praxistest
So hätte Apples erste Smartwatch sein müssen
  1. Apple Watch Apple veröffentlicht WatchOS 4.2
  2. Alivecor Kardiaband Uhrenarmband für Apple Watch zeichnet EKG auf
  3. Smartwatch Die Apple Watch lieber nicht nach dem Wetter fragen

  1. Re: Natürlich Festhalten an alten Systemen...

    hihp | 21:41

  2. Re: Wann gibt es wieder klare Preise

    BillyBob | 21:37

  3. Re: Kundenfreundlichkeit vs. Schwarzfahrangst

    stan__lemur | 21:30

  4. Re: Hört mal auf mit diesem Blödsinn

    ML82 | 21:30

  5. Re: Hier

    _moep_ | 21:26


  1. 19:10

  2. 18:55

  3. 17:21

  4. 15:57

  5. 15:20

  6. 15:00

  7. 14:46

  8. 13:30


  1. Themen
  2. A
  3. B
  4. C
  5. D
  6. E
  7. F
  8. G
  9. H
  10. I
  11. J
  12. K
  13. L
  14. M
  15. N
  16. O
  17. P
  18. Q
  19. R
  20. S
  21. T
  22. U
  23. V
  24. W
  25. X
  26. Y
  27. Z
  28. #
 
    •  / 
    Zum Artikel