Thermische Energiewandler

»Bei uns macht das Material den Unterschied«

In der Abteilung »Thermische Energiewandler« erzeugen und optimieren wir Materialien mit besonderen physikalischen Eigenschaften. Wir nutzen kalorische und thermoelektrische Materialien zum Aufbau neuartiger Systeme zur Kühlung, Temperaturkontrolle und Wärmeverstromung.

 

Gruppen der Abteilung Thermische Energiewandler

»Wir arbeiten an einer neuen Generation der Kältetechnik«

Forschungsschwerpunkt der Gruppe unter der Leitung von Dr. Kilian Bartholomé ist die Entwicklung innovativer Systeme zum effizienten Heizen und Kühlen auf Basis kalorischer Materialien. Ziel ist es, Wärmepumpen und Kühlsysteme durch Einsatz magneto-, elektro bzw. elastokalorischer Materialien besonders effizient und umweltfreundlich zu realisieren. Für unsere Arbeit greifen wir auf mehr als 20 Jahre Erfahrung im Bereich der funktionalen Materialien zurück, insbesondere bezüglich ihrer Charakterisierung, Simulation und Systemintegration.

Darüber hinaus entwickelt die Gruppe neuartige Heatpipes für den effizienten Wärmetransport in wärmebelasteten Bauteilen. Diese sogenannten pulsierenden Heatpipes transportieren Wärme um eine Größenordnung effizienter als Kupfer und schaffen so die Voraussetzung für eine völlig neue Art der Wärmeabfuhr bei thermisch stark beanspruchten Bauteilen.

»Wir beherrschen die gesamte Bandbreite der Thermoelektrik«

Schwerpunkte der von Dr. Olaf Schäfer-Welsen geleiteten Gruppe »Thermoelektrische Systeme« 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.