LaMa meets Industry 28.02.2018 - Abstract Prof. Müller
„Anwendungen der Thermoelektrik – etabliert in der Raumfahrt, terrestrisch auf dem Vormarsch“
Abstract:
Thermoelektrische Generatoren (TEG) ermöglichen die direkte Umwandlung von Wärme in elektrische Energie und können dadurch zur Steigerung des Wirkungsgrades von Energieanlagen beitragen, als autarke Stromquellen dienen oder Abwärme in Elektrizität wandeln und für den Betrieb elektrischer Systemkomponenten bereitstellen.
Ihre Zuverlässigkeit, Langzeitstabilität und Wartungsfreiheit haben TEG über Jahrzehnte in Raumfahrtanwendungen bewiesen. Auch in terrestrische Anwendungen finden sie zunehmend Eingang. Die Beispiele reichen dabei von der Temperierung optischer Sensoren, der Temperaturstabilisierung optoelektronischer Bauteile sowie der programmierbaren Hochraten-Temperaturzyklierung in der Genom-Sequenzierung durch Peltiermodule bis zur Abwärmenutzung im heimischen Holzofen, im Kfz oder industriellen Prozessen durch TEG. Energy harvesting durch Mikrogeneratoren zur autarken Versorgung von Mikrosystemen zur dezentralen Datenakquisition und -übertragung sowie in smarter Bekleidung öffnet Zukunftsoptionen für vielseitige intelligente Produkte. Intensive Arbeiten zur Bewertung der Abwärmenutzung zur Verbrauchs- und Emissionsreduzierung widmen sich auch dem TEG-Einsatz im Flugtriebwerk.
Zum sich rasch entwickelnden Bereich thermoelektrischer Produkte sind auch spezifische Messtechniken für thermoelektrische Material- und Moduleigenschaften zu rechnen, die den internationalen Markt erobern.
Zentrales Funktionselement vieler Anwendungen sind konfektionierte thermoelektrische Module, die an den Temperaturbereich der jeweiligen Anwendung angepasst sein müssen. Derzeit erhältliche TE Wandlermodule sind nahezu ausschließlich für Einsatztemperaturen bis maximal 250 °C geeignet. Ein Großteil der thermoelektrisch nutzbaren (Ab-)wärme fällt jedoch bei höheren Temperaturen an. Entsprechend stellt die Entwicklung von TEG für Temperaturen zwischen 400 und 500 °C und darüber hinaus international ein zentrales Thema hoher Aktualität dar. Dazu sind neben effizienten TE Hochtemperaturmaterialien vor allem auch deren spezifische elektrische und thermische Kontaktierung essentiell für die praktische Realisierung neuer thermoelektrischer Anwendungen.
Kontakt:
Prof. Dr. W. Eckhard Müller
DLR - Institut für Werkstoff-Forschung
Linder Höhe
51147 Köln
eckhard.mueller@dlr.de