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Das Forschungsteam des Projektes Hochleistungsprozess für thermoelektrische Energiewandler ist Sieger des Deutschen Nachhaltigkeitspreises Forschung 2016.

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Hochleistungsprozess für thermoelektrische Energiewandler: Revolution in der Wärmewende

Hintergrund
Abwärme fällt in allen Bereichen des täglichen Lebens an und besitzt mit 300 TWh pro Jahr in Deutschland ein bisher kaum genutztes Potential als nachhaltige Energieressource. Eine Möglichkeit zur direkten Wandlung von Abwärme in höherwertige elektrische Energie ist der Einsatz thermoelektrischer Generatoren (TEGs) – Maschinen, die bereits aus kleinen Temperaturdifferenzen emissions- und geräuschlos Strom erzeugen. Da TEGs bisher nur in einem sehr aufwendigen und kostenintensiven Prozess hergestellt werden können, findet eine Anwendung in der Breite nicht statt. Die Erarbeitung einer preiswerten und damit rentablen industriellen Herstellungstechnologie ist somit ein wichtiger Schritt, eine wesentliche Lücke in der regenerativen Energieerzeugung schließen zu können.
Weitere Informationen: www.evonik.de

Kurzbeschreibung des Projektes
Das Forschungsteam von Evonik Creavis hat ein Verfahren entwickelt, bei dem die Komponenten der TEGs nicht wie bislang in einem aufwändigen, viele Verfahrensschritte umfassenden manuellen Herstellungsprozess gefertigt, sondern in einem vollautomatisierten Prozess hergestellt werden. Die Innovation: In dem neuen Verfahren werden die Schenkel, die Einzelkomponenten der TEGs, in einem Schritt und gleichzeitig innerhalb eines mechanisch stabilen, thermisch und elektrisch isolierenden Trägers gefertigt. Dadurch können die spezifischen Herstellungskosten um bis zu 70% gesenkt werden – soweit, dass ein breiter Einsatz (z.B. in Kraftfahrzeugen zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs, in der Industrie zur Nutzung von Strahlungswärme) wirtschaftlich wird. Gleichzeitig wird die Stabilität der TEGs entscheidend verbessert und Materialverluste reduziert. Der Prozess erlaubt zudem den Einsatz neuer, in der Entwicklung befindlicher und preiswerterer Materialien und besitzt ein großes Potential zur CO2-Einsparung. Durch die Einbindung aller relevanten Akteure (u.a. potentieller Anwender thermoelektrischer Module, Anlagenhersteller, Materialhersteller und Hochschulen) während der gesamten Verfahrensentwicklung wird ein innovatives Produkt entwickelt, das den Bedürfnissen des Marktes absolut gerecht wird und großes Potential zur Markteinführung besitzt.

Nominierungsbegründung der Jury
Evonik Creavis liefert mit dem Hochleistungsprozess für thermoelektrische Energiewandler erstmals einen Ansatz zur wirtschaftlichen Produktion von TEGs und leistet damit einen bedeutenden Beitrag zur zukünftigen Nutzung von Abwärme als Energieträger. Ein revolutionärer Schritt auf dem Weg zu einer umweltschonenden, zuverlässigen und bezahlbaren Energieversorgung.

Jurybegründung