Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Pilot-Fertigung für thermoelektrische Module

28.07.2016

Thermoelektrische Generatoren wandeln Abwärme in elektrischen Strom. Das macht Produktionsprozesse effizienter, Autos sparsamer und senkt letztendlich den CO2-Ausstoß. Vieles spricht für die Nutzung dieser Technologie. Ihre Verbreitung scheiterte jedoch bislang an der aufwändigen und damit teuren Modulherstellung. Das könnte sich jetzt ändern: Das Freiburger Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM hat eine weltweit einmalige halbautomatische Pilot-Fertigung für thermoelektrische Hochtemperaturmodule in Betrieb genommen.

Thermoelektrische Generatoren können aus Abwärme Strom gewinnen. Integriert man solche Generatoren beispielsweise in den Abgasstrang von Verbrennungsmotoren, so wird ein Teil der sonst ungenutzten Motor-Abwärme in elektrischen Strom umgewandelt.


Die von Fraunhofer IPM entwickelte halbautomatische Pilot-Fertigung für thermoelektrische Hochtemperaturmodule erlaubt deutlich höhere Stückzahlen als bisher – bei gleichbleibend hoher Qualität.

Fraunhofer IPM

Dieses »Energy Harvesting« entlastet bei Fahrzeugen die Lichtmaschine, bei Blockheizkraftwerken erhöht es die Effizienz. Auch in energieintensiven Industrien wie z. B. bei der Stahlherstellung kann diese Technologie einen Teil der ansonsten durch Abwärme verlorenen Energie nutzbar zu machen.

Dass das tatsächlich möglich ist, beweisen Fraunhofer IPM sowie andere Forschungseinrichtungen und auch Unternehmen schon seit einigen Jahren durch Demonstratoren. Der Schwerpunkt der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten liegt daher inzwischen nicht mehr auf der Technologie selbst, sondern auf deren industrieller Umsetzung.

Fraunhofer IPM hat jetzt eine weltweit einmalige Pilot-Fertigung für thermoelektrische Hochtemperaturmodule entwickelt und in Betrieb genommen. Mit dieser halbautomatisierten Produktionslinie lassen sich bis 600 °C stabile, thermoelektrische Module in größeren Stückzahlen erstmals deutlich kostengünstiger herstellen. In der Folge werden Demonstratoren und Prototypen von Gesamtsystemen ebenfalls deutlich preiswerter. Thermoelektrische Gesamtsysteme zur Abwärmenutzung enthalten oft bis zu einige hundert Module.

Mit dem neuen Fertigungs-Know-how zeigt Fraunhofer IPM Potenzial und Einsatztauglichkeit der Thermoelektrik auf. Gleichzeitig ist die teilautomatisierte Fertigung ein wichtiger Schritt auf dem Weg zum industriellen Einsatz thermoelektrischer Module. Dieser setzt eine Massenfertigung der Module und damit eine Senkung der Stückkosten voraus.

Dank günstigerer Herstellungskosten könnten thermoelektrische Generatoren in naher Zukunft selbst bei kleinen Blockheizkraftwerken die Stromausbeute erhöhen. Solche kleinen BHKW werden heutzutage zur kombinierten Strom-und Wärmeerzeugung in Einzelgebäuden eingesetzt. Ein ähnliches Szenario gilt für den Einsatz in Brennwertthermen.

Im nächsten Schritt will Fraunhofer IPM nun für verschiedene Blockheizkraftwerke jeweils bis zu einige hundert thermoelektrische Module zu einem thermoelektrischen Generator zusammenschalten, mit geeigneten Wärmetauschern verbinden und so die Stromproduktion aus deren Abwärme im kW-Maßstab demonstrieren.

Hintergrund:
Abwärme in Strom umwandeln, daran arbeiten weltweit Forscher mit Hochdruck. Thermoelektrische Generatoren bieten sich fürs »Energy Harvesting« speziell bei Verbrennungsprozessen an. Voraussetzung dafür sind effiziente thermoelektrische Materialien und optimierte Fertigungsprozesse. Fraunhofer IPM beschäftigt sich seit über 20 Jahren mit der Entwicklung thermoelektrischer Materialen und Module. Kürzlich gelang es, den Materialbedarf für ein Modul um die Hälfte zu reduzieren – und das bei gleicher Leistung. Jetzt wurde mit der weltweit ersten halbautomatischen Pilot-Fertigung ein weiterer Meilenstein erreicht.

Weitere Informationen:

http://www.ipm.fraunhofer.de

Holger Kock | Fraunhofer-Gesellschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Hochauflösende IR Kamera mit Mikroskopoptik
23.10.2017 | Optris GmbH

nachricht »ILIGHTS«-Studie gestartet: Licht soll Wohlbefinden von Schichtarbeitern verbessern
18.10.2017 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Magma sucht sich nach Flankenkollaps neue Wege

23.10.2017 | Geowissenschaften

Neues Sensorsystem sorgt für sichere Ernte

23.10.2017 | Informationstechnologie

Salmonellen als Medikament gegen Tumore

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie