Flexible Energieumwandlungsgeräte auf Vliesstoffbasis
IGF-Vorhaben Nr. 21511 BR (Forschungsvereinigung Forschungskuratorium Textil e.V.)
Inhalt
Im Projekt FlexEnergyCon geht es um die Entwicklung eines 3-dimensionalen Polymernetzwerkes auf Basis von Vliesstoffen mit senkrechter Faserausbildung zur Anwendung als flexible Energieumwandlungsgeräte (Thermoelektrische Generatoren und Peltier Elemente).
Energieumwandlungsprozesse sind meist in nicht unerheblichem Maße mit unerwünschtem Wärmeverlust verbunden. Nur ein geringer Teil dieser Abwärme wird genutzt. Ein Großteil der Abwärme entsteht im Nieder- und Mitteltemperaturbereich (etwa 20 bis 100 °C), in welchem Prozesse zur Energierückgewinnung meist wenig effizient sind. Thermoelektrischer Generatoren (TEG) sind Solid State Energiewandler, die Temperaturpotentiale in elektrische Energie umwandeln können. Dabei kommen Materialien zum Einsatz, die idealerweise eine gute elektrische aber geringe thermische Leitfähigkeit haben sollten und einen hohen Seebeck-Effekt aufweisen. Der Seebeck-Effekt gibt an, welche Spannung (in µV) bei welcher Temperaturdifferenz (in Kelvin) am Material auftritt. Thermoelektrische Materialien sind oft anorganische Halbleiter, die seltene Elemente (z.B. Tellur) enthalten oder erst bei hohen Temperaturen relevante Leitfähigkeit oder Seebeck-Effekte aufweisen. Thermoelektrische Polymere sind nicht auf seltene Elemente angewiesen, arbeiten bei niedrigen Temperaturen und können mittels Drucktechnologien verarbeitet werden, was neue Möglichkeiten zum Design für Thermoelektrische Generatoren eröffnet.
Gemeinsam mit dem Sächsisches Textilforschungsinstitut untersucht die Professur für Werkstofftechnik der TU Dresden in diesem Projekt Möglichkeiten, TEGs aus neuartigen abstandsvernadelten Vliesstoffen und thermoelektrischen Polymeren herzustellen. Dadurch paart man die vorteilhaften thermischen Eigenschaften und die kostengünstigen Herstellungsmöglichkeiten der Vliesstoffe mit der Flexibilität der thermoelektrischen Polymere. Der Forschungsschwerpunkt der Professur für Werkstoffwissenschaften liegt in der stabilen Synthese eines n-Typ Polymers (Poly[Ni-tto]), versuchen zur elektrochemischen Abscheidung und der Einbringung der Polymere in den Vliesstoff.
Ansprechpartner
Prof. Dr.-Ing. Christoph Leyens
Projektpartner
Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V. (STFI), Chemnitz