Thermoelektrische Faser: Team findet innovative tragbare Energiequelle

Koreanische Forscher entwickeln flexible thermoelektrische Fasern, die auch unter extremen Bedingungen stabil Energie erzeugen. Die Innovation verspricht, die Grenzen bisheriger Materialien zu überwinden und eröffnet neue Möglichkeiten für tragbare Elektronik.

Balance: Forscher finden die perfekte Strom-Faser

Ein lang bestehendes Problem im Bereich thermoelektrischer Materialien könnte gelöst werden. Bisher war es sehr schwierig, flexible Fasern zu entwickeln, die sowohl hohe Leistung als auch mechanische Biegsamkeit bieten.

Keramikbasierte anorganische Materialien bieten zwar hohe Leistung, sind aber spröd und schwer formbar. Flexible Materialien mit Polymerbindern passen sich Oberflächen an, leiden jedoch unter geringer Leitfähigkeit. Dies erschwerte bisher die effektive Nutzung gekrümmter Wärmequellen - wie dem menschlichen Körper.


Ein Team von verschiedenen südkoreanischen Universitäten rund um Professor Yeon Sik Jung und Professor Inkyu Park hat Bismuttellurid-Fasern (Bi2Te3) entwickelt, die thermische Energie in elektrische umwandeln können (Seebeck-Koeffizient -126,6 µV K^-1). Im Gegensatz zu herkömmlichen flexiblen thermoelektrischen Materialien verzichtet die neue Lösung auf Polymerzusätze. Stattdessen nutzen die Forscher Nanostrukturen, um Flexibilität zu erreichen. Das Dilemma mit dem Material für thermoelektrische Faser Die Herstellung erfolgt mittels einer "nanoformbasierten Elektronenstrahl-Abscheidungstechnik". Dabei werden kontinuierlich Nanobänder abgeschieden und anschließend zu einem fadenförmigen Material verdreht. Diese Methode verleiht den Fasern eine hohe Biegefestigkeit bei gleichzeitig stabilen elektrischen Eigenschaften.

Tests zeigten, dass die Fasern auch nach mehr als 1.000 Biege- und Zugversuchen kaum Veränderungen in ihren elektrischen Eigenschaften aufwiesen. Laut der in Advanced Materials veröffentlichten Studie eröffnet dies neue Möglichkeiten für Wearables wie intelligente Kleidung, die Körperwärme in Strom umwandeln kann.

Biegsame Nano-Faser überall

Die Forscher demonstrierten das Potenzial, indem sie die Fasern in Rettungswesten und Kleidung integrierten. Professor Park betont: "Diese Technologie wird zum Kern der Energiegewinnung der nächsten Generation und spielt voraussichtlich eine wichtige Rolle in verschiedenen Bereichen - von der Abwärmenutzung in der Industrie bis zu persönlichen, tragbaren Geräten zur Selbststromerzeugung." Die innovativen Fasern der Forschergruppe Neben Wearables könnte die Technologie auch in industriellen Umgebungen eingesetzt werden - überall da, wo gekrümmte Wärmequellen vorkommen. So ließe sich etwa die Temperaturdifferenz zwischen heißen Flüssigkeiten in Rohren und der kalten Umgebungsluft effektiver nutzen. Dies zeigt das breite Anwendungsspektrum der neuen thermoelektrischen Fasern und unterstreicht ihr Potenzial für zukünftige Energielösungen.


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