HiTEG - Hochtemperatur­generatoren für die Abwärmenutzung in Fahrzeugen und lndustriebren­neranlagen

Projektname

HiTEG - Hochtemperaturgeneratoren für die Abwärmenutzung in Fahrzeugen und lndustriebrenneranlagen

Projektlaufzeit

01.06.2011 - 30.11.2014

Kurzbeschreibung

Das Gesamtziel des Projekts besteht darin, durch eine arbeitsteilige und multidisziplinäre Zusammenarbeit sowohl Werkstoffe für thermoelektrische Generatoren, die im Temperaturbereich von 200 bis 1000°C eingesetzt werden können, als auch Module, Anbindungstechnologien und Systeme für die Abgasenergierückgewinnung zu erarbeiten. Diese sollen bis zu 20% der Abwärme von Feuerungsanlagen, Straßen- und Schienenfahrzeugen, nahezu wartungsfrei und zuverlässig, in elektrische Energie umwandeln, um damit wesentlich zum Umweltschutz beitragen. Innerhalb des Projekts sollen thermoelektrisch aktive Werkstoffe aus leicht verfügbaren und ökologisch unbedenklichen wieder verwertbaren Stoffen entwickelt werden, die eine technisch sinnvoll nutzbare Effizienz des Gesamtsystems thermoelektrischer Generator (TEG) ermöglichen. Ebenso sollen innerhalb des Projekts industriell nutzbare und an die Einsatzbedingungen der TEG angepasste Herstellungs-, Aufbau- und Verbindungstechnologien in Verbindung mit konstruktiven, werkstofflichen und technologischen Entwicklungen peripherer Einheiten erarbeitet werden, die eine umfangreiche Serienproduktion erlauben, kostengünstig und umweltverträglich sind sowie eine ausreichende Betriebsdauer und Zuverlässigkeit der TEG gewährleisten. Abschließend sollen Demonstratoren auf Basis der Vorhabensergebnisse aufgebaut werden, die die prinzipielle Eignung der Material- und Technologieentwicklung in den Anwendungsbereichen Straßen- und Schienenfahrzeuge sowie Industriebrenner untersuchen.
Das Ziel des Lehrstuhl Verbrennungsmotoren im Projekt ist die effiziente Rekuperation von Abgasenergie bei Verbrennungsmotoren im Fahrzeug durch thermoelektrische Generatoren unter Berücksichtigung des Gesamtsystemverhaltens (Primärprozess, Emissionen, Systemeffizienz). Aufgrund des höheren Exergieangebotes liegt der Fokus auf der motornahen Integration in den Abgasstrang. Diese soll entweder vor oder im Katalysator ohne eine aufwändige Bypasslösung mit zusätzlichen Kanälen und Klappen erfolgen. Das Ergebnis der Arbeit ist die Umsetzung der kompletten Systemintegration eines motornahen thermoelektrischen Generators in ein funktionsfähiges Demonstratorfahrzeug. Dabei sollen sowohl die Integration in den Abgasstrang durch einen dafür ausgelegten Wärmetauscher, als auch die Kühlkreislauf- und Bordnetzanbindung interdisziplinär und ganzheitlich bearbeitet werden. Um die Projektpartner bei der Erarbeitung neuer Thermoelektrika zu unterstützen, wird im Vorfeld ein Lastenheft erstellt. Dadurch können die neuen thermoelektrischen Generatoren direkt für das Anforderungsspektrum eines Fahrzeugeinsatzes ausgelegt werden. 

Kooperationspartner

• Professur für Fahrzeugmodellierung und -simulation, TU Dresden
• Faurecia Emission Control Technologies, - (Deutschland)
• Bayerische Motoren Werke AG, - (Deutschland)
• Fraunhofer Institut für Keramische Technologien und Systeme, (IKTS) (Deutschland)
• Bombardier Transportation GmbH, - (Deutschland)
• O-Flexx Technologies GmbH, - (Deutschland)
• ANCeram GmbH & Co. KG, - (Deutschland)
• NOXMAT GmbH, - (Deutschland)
• Amerigon Europe GmbH, - (Deutschland)

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