(openPR) Duisburg, den 12. September 2016
Auf dem Thermoelektrik Kolloquium 2016 des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln stellte Prof. Roland Schmechel von der Universität Duisburg-Essen seine derzeit laufenden Untersuchungen zu thermoelektrischen Generatoren auf Basis von pn Übergängen vor. Als Versuchsobjekt wurden Proben aus nanostrukturierten Silizium am Lehrstuhl hergestellt und die beiden dotierten Materialien zu einem pn Übergang verbunden.
Prof. Schmechel und seinen Mitarbeiter(innen) gelang es, dabei nachzuweisen, dass ein auf Basis eines pn-Übergangs aufgebauter thermoelektrischer Generator bei höheren Temperaturen effektiver arbeitet als ein aus dem gleichen Material konventionell aufgebauter Generator. Sie erklären das durch eine bessere thermische Anbindung auf der Heißseite des Generators bei dieser Bauweise. Aus einem einfachen Modell für die Vorgänge innerhalb des pn Verbundes postulieren sie aber auch eine zusätzliche Quelle von Ladungsträgern innerhalb des pn Übergangs, der den nach außen sichtbaren Effekt verstärken könnte. Dafür fanden sie nun erste experimentelle Hinweise. Eine entsprechende Veröffentlichung ist in Vorbereitung.
Basis dieser Arbeit sind die bereits 2006 veröffentlichten Arbeiten von Dr. Gerhard Span, CTO der O-Flexx Technologies GmbH. Dr Span hat pn Übergänge in thermoelektrischen Anwendungen patentiert und die Patente werden durch O-Flexx verwertet. In Hochtemperaturanwendungen ergibt sich ein weiterer Vorteil: Bei richtiger Auslegung kann auf die Metallisierung der heißen Seite verzichtet werden und so die notwendige Zyklenfestigkeit der Systeme in der Anwendung, bspw. im Abgasstrang eines Fahrzeugs, erreicht werden.
O-Flexx arbeitet derzeit an der nächsten Generation von integrierten pn Übergängen. Diese Generation wird die Vorteile einer direkten Koppelung des aktiven Materials mit einem Abgasstrom – Metallisierungsfrei auf der heißen Seite – weiter ausbauen. O-Flexx erwartet in den nächsten Monaten erste Muster in Anwendungen zu testen und entsprechende Messungen mit Leitkunden durchzuführen.
Die Zusammenarbeit von O-Flexx mit dem Lehrstuhl von Prof. Schmechel läuft bereits seit 7 Jahren. Der Lehrstuhl Nanostrukturtechnik an der Universität Duisburg-Essen beschäftigt sich unter anderem mit der Synthese und Abscheidung von Nanopartikeln und deren Weiterverarbeitung zu nanoskaligen Dünnschichten und Volumenkörpern, als auch mit deren besonderen elektrischen, thermischen und optischen Eigenschaften mit dem Ziel, sie in speziellen Bauelementen nutzbar zu machen.
O-Flexx Technologies GmbH ist ein Hersteller von Thermoelektrischen Generatoren mit Sitz in Duisburg. Als Entwicklungspartner großer Global Player erarbeitet O-Flexx angepasste Lösungen für Power Generation, Energy Harvesting und Thermal Management. O-Flexx ist mehrfach für den innovativen Dünnschicht-Ansatz in der Thermoelektrik ausgezeichnet worden.
