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Heiße Materialien: Fachartikel zum pyroelektrischen Koeffizienten

23.05.2017

Unter dem Titel „How to measure the pyroelectric coefficient“ (Wie misst man den pyroelektrischen Koeffizienten?) veröffentlichten kürzlich (16.05.2017) Forscher vom Institut für Experimentelle Physik der TU Bergakademie Freiberg in der Zeitschrift Applied Physics Reviews einen Fachartikel mit ihren Forschungsergebnissen.

Mit Hochdruck forschen die Mitarbeiter der Arbeitsgruppe Verbindungshalbleiter und Festkörperspektroskopie um Prof. Dr. D. C. Meyer am Institut für Experimentelle Physik an pyroelektrischen Funktionsmaterialien. Diese besondere Materialklasse bietet neben ihrer Verwendung als aktives Material in besonders empfindlichen Infrarot-Sensoren großes Potential bei der Niedertemperaturabwärmenutzung.


Lithium Tantalat als Beispiel für ein pyroelektrisches Funktionsmaterial

Sven Jachalke / TU Bergakademie Freiberg


Messkammer zur Bestimmung des pyroelektirschen Koeffizienten mittels Sharp-Garn-Methode im Institut für Experimentelle Physik

Sven Jachalke / TU Bergakademie Freiberg

Das bedeutet, dass mit Hilfe von Pyroelektrika ungenutzte Abwärme eine effiziente Rückwandlung von thermischer in elektrische Energie erfolgt, oder eine neuartige chemische Katalyse möglich ist, z.B. die Erzeugung von Wasserstoff.

Diese und weitere Forschungsfragen zur Restwärmenutzung werden im noch jungen Freiberger Zentrum für Pyroelektrizität erforscht. Die Ergebnisse sollen später zur Effizienzsteigerung der Anlagen im Zentrum für effiziente Hochtemperaturstoffwandlung (aktuell im Bau) zum Einsatz kommen.

Beim pyroelektrischen Effekt, einem kristallphysikalischen Kopplungsphänomen, führt eine Temperaturänderung im aktiven Material zu einem Auf- und Abbau des elektrischen Potentials, d.h. zu einem leicht messbaren elektrischen Signal.

Wie effizient dieser Effekt ausfällt, wird über den sogenannten pyroelektrischen Koeffizienten charakterisiert. Die Messung dieses zentralen Materialparameters ist teilweise sehr komplex und führt in der Literatur zu Schwankungen um mehrere Größenordnungen für ein und dasselbe Material.

Eine systematische Aufarbeitung aller bekannten Messverfahren des letzten Jahrhunderts, wurde jüngst im renommierten Fachjournal „Applied Physics Reviews“ von Doktorand Sven Jachalke veröffentlicht.

„Neben einer grundlegenden Klassifizierung der einzelnen Methoden, bieten wir mit dem Artikel eine umfangreiche Bewertung und schätzen sowohl Vor- und Nachteile, als auch Anwendungsgebiete der einzelnen Methoden ab“, erklärt Sven Jachalke.

Weitere Informationen:

http://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.4983118 Veröffentlichter Artikel bzw.
http://dx.doi.org/10.1063/1.4983118 DOI des Artikels
http://tu-freiberg.de/fakultaet2/exphys Homepage des Instituts für Experimentelle Physik
http://blogs.hrz.tu-freiberg.de/pyro/ Blog des Freiberger Zentrums für Pyroelektrizität
http://tu-freiberg.de/zehs Informationen zum Zentrum für effiziente Hochtemperaturstoffwandlung

Madlen Domaschke | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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