Thermoelektrische Generatoren zur Abwärmenutzung - Einfluss des Herstellungsprozesses auf die TE-Eigenschaften von PbTe

Abstract

Die Thermoelektrik befasst sich mit zwei grundlegenden Fragestellungen: Der Nutzung von elektrischem Strom zur direkten Erzeugung von Temperaturdifferenzen vor allem für Kühlanwendungen sowie umgekehrt der direkten Stromerzeugung aus vorhandenen Temperaturdifferenzen. Die physikalische Grundlage beider Anwendungsfälle bilden der Peltier- und der Seebeck-Effekt. Letzterer beschreibt für den Fall der Stromerzeugung die elektrische Spannung in Abhängigkeit von der entlang des thermoelektrischen Materials auftretenden Temperaturdifferenz mit Hilfe des Seebeck-Koeffizienten. Dieser sollte dem Betrag nach möglichst hoch sein. Außerdem sollte ein gutes thermoelektrisches Material in dem für die Anwendung relevanten Temperaturbereich eine hohe elektrische, jedoch niedrige Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Zudem muss das Material von ausreichender thermischer und mechanischer Stabilität sein. Die genannten Eigenschaften werden stark von der Art der Materialherstellung und Verarbeitung beeinflusst. Im Vortrag werden Arbeiten zu diesen Themen vorgestellt sowie ein Ausblick auf die zukünftig geplanten Untersuchungen gegeben. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Vorbereitung des Ausgangsmaterial durch verschiedene Mahlvorgänge sowie dem anschließenden Versintern des gemahlenen Materials.