Mini-Kraftwerk gewinnt Strom aus Rest-Wärme

Forscher haben einen kleinen thermoelektrischen Generator aus Silizium-Nanostrukturen entwickelt, der ungenutzte Wärme an verschiedensten Stellen zur Stromgewinnung nutzen soll. Das System ist lediglich 18 x 21 x 8 Millimeter groß, teilten die Wissenschaftler der Institut für Energie- und Umwelttechnik (IUTA) mit. Thermoelektrische Generatoren sind nicht neu, aber selten. Sie werden vor allem in Raumfahrtprojekten oder in Spezialanwendungen eingesetzt und enthalten meist umweltschädliche oder seltene Rohstoffe wie Blei, Selen oder Tellur, die auch nur mit hohem Aufwand entsorgt und recycelt werden können. Das nun verwendete Silizium gibt es dagegen reichlich und preiswert und ist ökologisch weitgehend unbedenklich.

Die Forscher am IUTA arbeiten nun daran, die neue Technologie so zu optimieren, dass sie bei gleichem Wirkungsgrad kostengünstiger wird und sich für die Massenproduktion eignet. "Neben der Wirtschaftlichkeit ist inzwischen auch die Nachhaltigkeit ein wesentlicher Faktor, damit sich Innovationen am Markt durchsetzen können", erklärte Stefan Haep, Geschäftsführer des IUTA, "deshalb und weil der Bedarf an Energieversorgern jeder Art rasant wächst, rechnen wir mit einem großen Interesse seitens der Wirtschaft."

Die kleinen Kraftwerke könnten beispielsweise in Autos, Industrieanlagen oder anderen punktuellen Wärmequellen zum Einsatz kommen und die dort noch ungenutzte Wärme zur Stromerzeugung nutzen. Den Zukunftsmarkt sehen die Forscher aber in einer neu strukturierten Industrie, wo drahtlose Netzwerke mit unzähligen Sensoren und Knotenpunkten zu versorgen sein werden.

Um Silizium für solche kleinen Generatoren zu nutzen, hat man ein Syntheseverfahren für Nanopartikel entwickelt - erstmalig im Kilogramm-Maßstab. Außerdem orientierte man sich an den Technologien aus dem Raumfahrtsektor und entwickelte eine weniger kostenintensive Methode, die in Zukunft auch eine wirtschaftliche Produktion von robusten, stabilen und langlebigen Modulen ermöglichen könnte.

"Wir arbeiten hier an Grundlagen für zukünftige industrielle Anwendungen in allen Bereichen der Energierückgewinnung", erklärte der Projektleiter, Stefan Peil vom IUTA. "Demnächst wird es möglich, wirtschaftlich und ökologisch Strom aus umgebenden Energiequellen wie Strahlung, Umgebungstemperatur, Vibrationen oder Luftströmungen zu erzeugen."