Thermische Energiewandler

»Bei uns macht das Material den Unterschied«

 

In der Abteilung »Thermische Energiewandler« erzeugen und optimieren wir Materialien mit besonderen physikalischen Eigenschaften und entwickeln daraus Systeme. Zu den Materialien zählen:

  • thermoelektrische Materialien zur direkten Wandlung von Abwärme in elektrischen Strom
  • magneto- und elektrokalorische Materialien für effiziente und kältemittelfreie Wärmepumpen und Kühlsysteme.

 

Gruppen der Abteilung Thermische Energiewandler

»Wir arbeiten an einer neuen Generation der Kältetechnik«

Die Gruppe »Kalorik und Thermoelektrik« unter der Leitung von Dr. Kilian Bartholomé befasst sich mit der Entwicklung kältemittelfreier Kühlsysteme – als effiziente und umweltfreundliche Alternative zur heutigen Kühltechnik. Auf Basis sogenannter magneto- und  elektrokalorischer Materialien (MK- bzw. EK-Materialien) lassen sich Kühlsysteme entwickeln, die ganz ohne Kältemittel auskommen.

Diese Materialien sind in der Lage, sich bei Einwirkung eines magnetischen bzw. elektrischen Feldes zu erwärmen und bei Entfernen des Feldes entsprechend wieder abzukühlen. So lässt sich ein Kühlzyklus realisieren. Magneto- bzw. elektrokalorische Kühlsysteme können im Vergleich zu anderen Systemen bis zu 30 Prozent höhere Wirkungsgrade erzielen.

 

»Wir beherrschen die gesamte Bandbreite der Thermoelektrik«

 

Schwerpunkte im Bereich Thermoelektrik sind:

  • Abwärmeverstromung (Thermogeneratoren)
  • Präzisionskühlung (Peltier-Elemente)
  • Temperatur-, Wärmefluss- und Strahlungssensoren (Thermoelemente, Thermopile)
  • Thermoelektrische Messtechnik

Seit über 20 Jahren entwickeln Wissenschaftler am Institut neue thermoelektrische Materialien und Bauelemente für verschiedene Anwendungen, angefangen von Thermopile-Detektoren über Thermogeneratoren bis hin zu Hochleistungs-Peltierkühlern. Dabei optimieren wir Materialien wie Bi2Te3, PbTe, Skutterudite, Silizide oder Halb-Heusler-Verbindungen, erarbeiten neue Möglichkeiten der Aufbau- und Verbindungstechnik und fertigen Systeme, die zur Steigerung der Energieeffizienz bereits im Einsatz sind. Heute umfasst das Spektrum der Gruppe die Material­forschung, die Entwicklung thermo­elektrischer Module und Systeme, deren Simulation sowie die Entwicklung kundenspezifischer thermoelektrischer Messtechnik. Für die direkte Abwärmeverstromung mittels Seebeck-Effekt entwickelt die Gruppe effiziente thermoelektrische Materialien und Energiewandler. Eine Kernkompetenz dabei ist die Entwicklung hochtemperaturstabiler elektrischer und thermischer Kontakte.