Die Energiesysteme, die unser Leben antreiben, verschwenden auch viel Wärme: Denken Sie an undichte Stellen in Warmwasserleitungen in Gebäuden und in Auspuffrohren von Fahrzeugen. Wissenschaftler der Penn State University haben einen neuen flexiblen thermoelektrischen Generator entwickelt, der Rohre und andere heiße Oberflächen umhüllen und Abwärme in Energie umwandeln kann. Es funktioniert besser als erwartet.
"Ein Großteil der Wärme, die beim Energieverbrauch entsteht, geht im Wesentlichen verloren, oft an die Umwelt", sagt Shashank Priya, Professor für Materialwissenschaft und -technik an der Penn State. "Wir hatten noch nie zugängliche Methoden, um diese Wärme einzufangen und in flexible Formen in nutzbare Energie umzuwandeln."
Und heute?
Die Forscher arbeiteten daran, die Effizienz von thermoelektrischen Generatoren zu steigern, die Temperaturänderungen in Strom umwandeln. Was haben sie bekommen? Ein neues Produktionsverfahren zur Herstellung flexibler Geräte, die Abwärme zurückgewinnen und sehr effizient in Energie umwandeln. Eine Entdeckung, die einen großen Einfluss auf die Entwicklung von thermischen und elektrischen Generatoren haben könnte.
Flexibler Generator, maßgeschneiderte Energie
Flexible Geräte müssen nicht auf eine starre Unterlage geklebt werden und passen sich besser gekrümmten Oberflächen wie denen von Rohren an: Effizienz garantiert.
Bei Tests an einem Schornstein führten die Wissenschaftler berichtet an Applied Materials & Interfaces dass der neue Generator eine Leistungsdichte besäße höher als 150% im Vergleich zu anderen führenden Technologien. Beim Test auf einer heißen Oberfläche eine vergrößerte Version mit Abmessungen von etwas mehr als 19 Quadratzentimetern (3 Quadratzoll) einen Leistungsdichtevorteil von 115 % beibehalten.
„Stellen Sie sich ein Industriekraftwerk mit hunderten Meter langen Rohren vor“, sagt Priya. „Wenn wir diesen Generator um so große Flächen wickeln können, können wir Kilowatt Energie aus Abwärme erzeugen. Wärme, die heute einfach weggeworfen wird.“
Wie diese flexiblen Geräte hergestellt werden
Die thermoelektrischen Module, aus denen dieser „maßgeschneiderte“ Generator besteht energia Sie bestehen aus Gruppen von vielen kleinen Paaren, vergleichbar mit Tischen mit zwei Beinen. Viele dieser zweibeinigen Paare sind miteinander verbunden, um ein flaches, quadratisches Gerät zu bilden.
Der Testgenerator besteht aus 72 Paaren. Seine Effektivität zeigt die Möglichkeit, große thermoelektrische Generatoren zu bauen, die bei Skalierung auf größere Größen nicht an Leistung oder Leistungsdichte verlieren.
Angesichts der Preise bestimmter Quellen könnten solche Geräte innerhalb weniger Jahre einen Unterschied machen.
