Ungenutzte Energie ernten mit flächiger Thermoelektrik

Seit 200 Jahren ist bekannt, dass ein Temperaturgradient in bestimmten Materialien elektrische Spannungen bewirken kann, wobei die negativ aufgeladenen Teilchen zur kühleren Seite wandern. Für diesen Effekt reichen schon kleine Temperaturunterschiede wie ein Grad aus. Eine flächendeckende Nutzung blieb bisher jedoch aus.

Derartige Thermoelektrische Generatoren (TEG) kommen testweise in der Raumfahrt und der Automobilindustrie als in Handarbeit hergestellten klötzchenartigen TEG zum Einsatz. Am Abgasstrang montiert liefern sie hier beispielsweise Strom für die Bordelektronik des Fahrzeugs. 600 Watt, also die Stromleistung von etwa 6 Glühbirnen, konnten hier bereits nachgewiesen werden.Ein großer Anteil der produzierten Energie verpufft ungenutzt über Abwärme an die Umgebung, z.B. über die gigantischen Kühltürme von Kraftwerken. Moderne Großkraftwerke haben einen Wirkungsgrad von gut 40 %, die restliche Energie geht verloren und trägt zur globalen Erwärmung bei. Winzige TEG könnten aus dem bestehenden Temperaturunterschied zwischen dem heißen Dampf und den kühlen Wänden gewaltige Mengen an Strom erzeugen. Doch bisher ist deren Produktion umständlich und teuer. Gleichzeitig fehlen geeignete Materialien und Herstellungsverfahren. Auf der Hannover Messe zeigten Forscher vom Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden jetzt ein neues Herstellungsverfahren, mit dem diese Generatoren als großflächige, flexible Bauteile günstig aus nichttoxischen Kunststoffen hergestellt werden können, um das in den teilweise über 150 Meter hohen Kühltürmen schlummernde Potential zu nutzen.Thermoelektrische Generatoren (TEG) haben momentan einen Wirkungsgrad von etwa acht Prozent. Das hört sich wenig an, doch wenn die TEG kostengünstig herstellbar sind, könnten dennoch aus ungenutzter Energie aus Kühltürmen gewaltige Strommengen erzeugt werden. Den Wissenschaftlern des IWS ist es gelungen, per Druckverfahren 20 bis 30 Mikrometer dicke thermoelektrische Schichten zu produzieren, die eine ausreichende Dicke haben, um aus Temperaturunterschieden elektrische Spannung aufzubauen.Kühltürme sind jedoch nur ein Beispiele von vielen, wo Abwärme ungenutzt an die Umgebung abgegeben wird. Mit TEG, montiert an industriellen Produktionsstraßen, in der Kanalisation, an großen Rechenzentren oder an jeglicher Art von Abluftsystemen, ließen sich sehr große, bislang noch ungenutzte Energiequellen erschließen.

Erstellt am 11.5.2013

Erstellt am 12.5.2013

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