Strom aus Abwärme

Thermoelektrische Technologie bedeutet die direkte Energieumwandlung von Wärme in Elektrizität und hat als erneuerbare Energielösung große Aufmerksamkeit erlangt. Da konventionelle thermoelektrische Generatoren eine komplizierte Struktur aufweisen und in ihrer planaren Form beschränkt sind, ist es schwierig, sie zu vergrößern und zu installieren. Die thermoelektrischen Rohre von Panasonic lösen diese Probleme durch die Nutzung unkonventioneller Phänomene wie dem sogenannten transversalen thermoelektrischen Effekt, der in geneigten Schichten aus wärmeresistenten thermoelektrischen Materialien und wärmeleitenden Metallen auftritt. Dieser Effekt macht es möglich, Wärmefluss und Strom in Materialien unabhängig zu steuern, und baut auf einer recht einfachen Struktur ohne komplizierte elektrische Verbindungen und planare Substrate auf.

Die Leistung bei der Stromerzeugung hängt stark von vielen Parametern wie der Größe des Rohres und dem Umfang der Wärmequelle ab. Panasonic hat die Simulationstechnologie für die Optimierung der Konstruktion des thermoelektrischen Rohres entwickelt, um die Ausgangsleistung entsprechend den Bedingungen der Umgebung zu maximieren.

Das thermoelektrische Rohr wird konstruiert durch das Aneinanderfügen konischer Ringe aus Wismut-Tellurid als thermoelektrischem Material und Nickel als Metall. Panasonic hat Verarbeitungstechnologien für die Fertigung konischer Ringe aus spröden thermoelektrischen Materialien und von Verbindungsringen mit minimalem parasitärem Strom und minimalen Wärmeverlusten entwickelt.

Das 10 cm lange, mittels der oben vorgestellten Technologien gefertigte thermoelektrische Rohr kann durch das Fließen von heißem Wasser mit 90 °C im Inneren des Rohres und von kaltem Wasser mit 10 °C außerhalb des Rohres Strom bis zu 1,3 W erzeugen. Die Energiedichte entspricht bis zu 10 kW, mit nur 1 m³ Volumen. Weiterentwicklungen beim Systemdesign, die Optimierung der Fertigung und eine Machbarkeitsstudie sind bereits in Bearbeitung oder in Planung, mit der Aussicht auf Realisierung kompakter, effektiver und wirtschaftlicher Generatoren, die mit geothermischer Energie und Abwärme aus Fabriken betrieben werden.

Für diese Entwicklungen hat Panasonic 29 Inlands- und zwölf Auslandspatente inne, einschließlich beantragter Patente.

Diese Entwicklung wurde bei der Electronic Materials Conference in Santa Barbara, Kalifornien (USA), am 22. Juni 2011 teilweise präsentiert.

Quelle: Business Wire

www.panasonic.net/

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