Preiswertere Thermoelektrizität
Neue Materialien sollen Computer und Gebäude kühlen und Abwärme von Autos in Strom umwandeln.
Thermoelektrische Elemente verwandeln Wärme in Strom und Strom in Wärme. Das Problem: Die dafür notwendigen Materialien sind in der Herstellung bislang noch sehr teuer und im täglichen Einsatz nicht effizient genug. Forscher am Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) in Troy im US-Bundesstaat New York haben deshalb nun einen einfacheren, kostengünstigeren Produktionsprozess für die Technik entwickelt, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe.
Die Elemente der RPI-Forscher sollen bereits jetzt so gut arbeiten wie schon auf dem Markt befindliche. Dabei steht das Team noch ganz am Anfang. "Wir haben das Verfahren bislang noch gar nicht optimiert", sagt Ganpati Ramanath, Professor fĂĽr Material- und Ingenieurwissenschaften.
Bislang werden thermoelektrische Systeme für Nischenanwendungen genutzt, etwa zur Stromerzeugung in Raumfahrzeugen oder in temperaturkontrollierten Autositzen. Wären sie billiger und effizienter, könnte man sie auch für die Herstellung leichtgewichtiger Kühlschränke, Kühlsysteme für Computerchips oder Gebäudeklimatisierungen verwenden. Selbst der Einbau in das Abgassystem eines Autos wäre denkbar, um Energie zu erzeugen, mit der dann die Bordelektronik läuft – von der Beleuchtungsanlage bis zum Radio.
Gute thermoelektrische Materialien müssen Strom gut leiten, Wärme dagegen schlecht. Eine Möglichkeit, den Hitzetransfer-Wirkungsgrad zu steigern, liegt dabei in der Aufbringung von Nanostrukturen, die den Wärmefluss blockieren, Strom aber durchlassen. Forscher entwickelten dafür Herstellungsverfahren, bei denen Kristalle zu einem feinen Pulver zermahlen werden. Ramanath und seine Kollegen geben dagegen Ausgangsstoffen wie Tellur und Bismut-Chlorid in ein organisches Lösungsmittel, das dann zwei bis drei Minuten lang Mikrowellenstrahlen ausgesetzt wird.
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(bsc)
