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Thermoelektrisches Material kommt noch in diesem Jahr auf den Markt
Alphabet Energy aus Kalifornien will mit dem Verkauf eines neuen Materials beginnen, das Wärme in Strom umwandeln kann. Im Gegensatz zu früheren Thermoelektrika, wie solche Materialien bekannt sind, ist es reichlich vorhanden, billig und ungiftig.
Thermoelektrische Materialien können einen Temperaturunterschied in Elektrizität umwandeln, indem sie den Elektronenfluss von einem wärmeren in einen kühleren Bereich nutzen. So können sie theoretisch Abwärme in eine Stromquelle umwandeln. Ein effizientes thermoelektrisches Material muss jedoch Strom gut leiten, ohne Wärme gut zu leiten, da sich sonst die Temperatur im gesamten Material schnell ausgleichen würde. Die meisten Materialien, die gute elektrische Leiter sind, sind auch gute Wärmeleiter, und die wenigen Materialien, die Forscher mit guten thermoelektrischen Eigenschaften entwickeln konnten, waren selten, teuer oder giftig. Die Lösung von Alphabet Energy ist Tetrahedrit: ein reichlich vorhandenes, natürlich vorkommendes Mineral, das im Durchschnitt auch effizienter ist als bestehende thermoelektrische Materialien.
Ali Shakouri, Professor für Elektro- und Computertechnik an der Purdue University, sagt, dass Tetraedrit vielversprechend ist, da es keine teure Vorabfertigung erfordert, die andere Materialien erfordern. Ich denke, das ist in der Thermoelektrik ziemlich einzigartig, sagt Shakouri. Menschen betrachten so viele Materialien, aber der Ausgangspunkt waren immer reine Materialien, die sie zusammen synthetisieren.
Die Tatsache, dass es reichlich vorhanden ist, ist ein weiteres großes Plus, sagt MIT-Professorin Mildred Dresselhaus. Andere Materialien bestehen aus Elementen, die so selten sind, dass sie für eine breite Verwendung nicht verfügbar wären.
Nach Angaben von Alphabet Energy kostet Tetraedrit etwa 4 US-Dollar pro Kilogramm, während andere thermoelektrische Materialien zwischen 24 und 146 US-Dollar pro Kilogramm kosten. Derzeit konzentriert sich das Unternehmen auf eigenständige Generatoren, aber Gründer und CEO Matt Scullin sagt, dass es derzeit mit Autoherstellern zusammenarbeitet, um zu sehen, ob Tetraedrit verwendet werden kann, um die Wärme von Autoabgasen zu nutzen.
Scullin sagt, dass andere thermoelektrische Materialien in Autos normalerweise einen Wirkungsgrad von etwa 2,5 Prozent erreicht haben, aber Tetraedrit könnte einen Wirkungsgrad von 5 bis 10 Prozent erreichen. Dies sind keine inkrementellen Verbesserungen, sagt er. Sie sind wirklich große Verbesserungen, die wirklich erhebliche Auswirkungen haben.