Thermoelektrischer Generator
Ref-Nr: TA-4988
Kurzfassung
Energiegewinnung aus Abwärme
Hintergrund
Thermoelektrische Generatoren konvertieren Abwärme in elektrische Energie. Damit lässt sich Energie in einer Vielzahl von technischen Anwendungen effizient erzeugen und rückgewinnen.
Üblicherweise werden thermoelektrische Generatoren aus zwei verschiedenen Materialien aufgebaut: Eines der Materialien ist als p-Typ-Thermoelektrikum (mit einem positiven thermoelektrischen Antwort- bzw. Seebeck-Koeffizienten) ausgelegt, das andere als n-Typ-Thermoelektrikum mit einem entsprechenden negativen thermoelektrischen Antwortkoeffizienten. Oft sind diese beiden Materialien chemisch und strukturell unterschiedlich und daher schlecht kompatibel.
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Lösung
Bei der vorliegenden Erfindung induzieren Grenzflächen mit unterschiedlicher Polarität (n- und p-Typ) in ein und derselben Schichtstruktur (Übergitter) aus LaNiO3 und SrTiO3 durch elektrostatische Dotierung n- und p-Typ-Thermoelektrizität. Diese Technologie kommt daher ohne die konventionelle statistische Dotierung mit Fremdatomen aus. Ein weiterer Vorteil dieser oxidischen Materialien gegenüber üblichen dotierten Halbleitern liegt in der hohen thermischen Stabilität. Durch aktuelle technische Verfahren können diese oxidischen Materialien auf atomarer Längenskala mit scharfen und exakten Grenzflächen hergestellt bzw. miteinander kombiniert werden.
Vorteile
- Hohe thermische Stabilität
- Gute Strukturierbarkeit
- Oxidische Thermoelektrika
Anwendungsbereiche
Die Erzeugung und Rückgewinnung von elektrischer Energie aus Abwärme ist für zahlreiche technische Anwendungen interessant: Temperaturstabile Thermogeneratoren können u.a. in Abgasanlagen, Computer- und Rechenzentren sowie als Spannungsquelle in autarken Sensornetzwerken branchenübergreifend zum Einsatz gebracht werden, sind aber auch z.B. bei Wearables wie Smartwatches denkbar.
Service
Simulationsergebnisse liegen vor und die Herstellung erster Musterproben, an denen die Vorteile des Verfahrens demonstriert werden können, ist in Planung. Sowohl ein deutsches Patent (DE 10 2017 102 703 A1) als auch ein europäisches Patent sind erteilt worden (EP 3580788). Wir bieten interessierten Unternehmen die Möglichkeit der Lizenzierung sowie die Weiterentwicklung der Technologie in Zusammenarbeit mit den Erfindern aus der Universität Duisburg-Essen an.
Publikationen & Verweise
B. Geisler, A. Blanca-Romero, and R. Pentcheva, Phys. Rev. B 95, 125301 (2017)
Anbieter

PROvendis GmbH
Martin van Ackeren
+49.208 94105-34
ma@provendis.info
www.provendis.info
Adresse
Schloßstr. 11-15
45468 Mülheim an der Ruhr
Entwicklungsstand
Machbarkeit
Patentsituation
- DE anhängig
Stichworte
Thermoelectric generator, energy conversion from waste heat, transition metal oxides, interface polarityAngebot Anbieter-Website