28.01.2010

Nanotechnologie: Wärmequellen effiziente nutzen

Ob aus Fenstern gut geheizter Wohnungen, aus dem Autoauspuff oder aus Industrieanlagen: überall wird Wärme einfach in die Luft abgegeben. Was wäre, wenn sich diese Wärme abfangen und weiternutzen ließe? Eine Frage, an der zurzeit intensiv geforscht wird.

Die Wissenschaftler des Nano-Netzwerks CeNIDE der Universität Duisburg-Essen (UDE) verfügen hier über einen entscheidenden Vorteil: eine Technologie, mit der sich Nanomaterialien in großem Maßstab herstellen lassen. Solche Anlagen sind weltweit noch sehr selten - allerdings bilden sie die Voraussetzung dafür, dass Thermogeneratoren, die auf Nanomaterialien basieren, überhaupt zur Serienreife gebracht werden können.

Im Auto könnte ein kleiner Thermogenerator aus den Abgasen Wärme aufnehmen und in elektrische Energie verwandeln. Diese würde dann ins Bordnetz eingespeist. Die Energie für das Bordnetz, also für die Gesamtheit aller elektrischen Komponenten im Auto, wird gegenwärtig über Sprit erzeugt. Käme so ein Thermogenerator hinzu, könnte er einen Teil der Energie generieren - was wiederum den Spritverbrauch senken würde.

"Mit gegenwärtigen Generatoren ließe sich drei Prozent der Energie erzeugen, effizient wird das aber frühestens ab zehn Prozent", erklärt Gabi Schierning, Leiterin der Nachwuchsgruppe "Nanostrukturierte luftstabile Thermoelektrika: Von der kontrollierten Synthese zum Bauteil" an der UDE. Aufgabe der Nachwuchsforscher an der UDE ist es, ein geeignetes Material zu finden. Am besten funktionieren derzeitige Thermogeneratoren mit Tellur-haltigen Verbindungen, einem Element, das extrem selten und sehr teuer ist. Deswegen wird nach Alternativen gesucht. "Das Material muss mehrere Funktionen erfüllen: Es muss Temperaturgradienten in elektrische Spannung umwandeln können, eine hohe elektrische Leitfähigkeit und gleichzeitig eine niedrige Wärmeleitfähigkeit haben.", erläutert Schierning. "Das sind gegensätzliche Anforderungen. GD


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