Thermoelektrische Bauteile nutzen Wärme zur Energiegewinnung

Thermoelektrischer Generator
Thermoelektrischer Generator (Quelle: Frauenhofer IWS)

Beim Auto wird Wärme erzeugt, wenn man auf die Bremse drückt, der Laptop läuft heiß, was man schnell hört, wenn der Lüfter aufdreht, das Smartphone wird bei Gebrauch spürbar warm…

Wärme ist bei vielen Prozessen im täglichen Leben ein Begleiter, der nicht zu vermeiden ist. Schade, dass man diese nicht nutzen kann, um daraus Energie zu gewinnen.

Geht nicht gibt´s nicht! Ein Team am Frauenhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden zeigt, dass es möglich ist, aus der Abwärme elektrische Energie zu gewinnen. Die Forscher entwickelten 3D gedruckte thermoelektrische Generatoren (TEG)

Die TEG werden mit einer modernen 3D-Drucktechnologie aus elektrisch leitenden Polymeren hergestellt. Beim Druckverfahren wird eine thermoelektrisch aktive Polymer-Paste aus einer Kartusche gedrückt und Schicht für Schicht zu einem Generator gedruckt. Durch das Herstellungsverfahren ist es möglich, jegliche Oberflächen mit TEG zu beschichten.

Funktionsweise der thermoelektrischen Generatoren

Die freien Elektronen im TEG werden durch Temperaturunterschiede in Bewegung gesetzt. Schon bei einer Differenz von einem Grad Celsius bewegen sie sich. Dabei werden die Elektronen von der wärmeren zur kälteren Seite befördert. Durch die Bewegung entsteht ein Elektronenfluss, der eine Spannung im Generator erzeugt. Diese ist umso größer, je größer die Temperaturdifferenz ist.

Diese Art der Energiegewinnung ist physikalisch schon 200 Jahre bekannt. Durch aufwendige Herstellungsverfahren von thermoelektrischen Bauteilen hat sich diese Technologie jedoch bisher nicht durchsetzen können.

Möglichkeiten von thermoelektrischen Bauteilen

In allen technischen Anlagen entsteht Abwärme, die ungenutzt in die Umgebung entweicht. Könnte man thermoelektrische Generatoren hier flächendeckend einsetzen, bei Kühltürmen von Kraftwerken, Kraftfahrzeugen, industriellen Produktionsanlagen, Abwasseranlagen, Serveranlagen, Abluftsystemen zum Beispiel, ließen sich enorme und bisher ungenutzte Energiequellen erschließen.

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