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FP7

THERMO-SPIN Ergebnis in Kürze

Project ID: 627854
Gefördert unter: FP7-PEOPLE
Land: Irland

Strom aus Abwärme

Ein EU-Team untersuchte die Möglichkeit, Strom aus Abwärme elektrischer Schaltungen zu erzeugen. Studien des anomalen Nernst-Effekts (ANE) zeigten, dass, während das Prinzip in der Theorie funktioniert, für die praktische Anwendung eine Weiterentwicklung erforderlich ist.
Strom aus Abwärme
ANE ist ein physikalisches Phänomen, das auftritt, wenn ein elektrisch leitfähiges Material gleichzeitig einem Magnetfeld und einem Temperaturgradienten ausgesetzt wird. Bestimmte einfache und billige Geräte könnten den Effekt nutzen, um Strom aus Abwärme zu erzeugen, um dadurch die Energieerzeugungseffizienz um 20% zu erhöhen.

Das EU-finanzierte THERMO-SPIN-Projekt (Thermoelectric power generation from anomalous Nernst effect based on rare earth free hard magnetic materials) untersuchte das Potenzial. Das Team untersuchte die quantenmechanischen Effekte, die für die ANE verantwortlich sind, indem mehrere magnetische Metalle und Legierungen getestet wurden. Sie untersuchten auch mehrere einfache und ungewöhnliche magnetische Strukturen in Form von Dünnfilmen. Der Zweck war, die ANE zu verstehen.

Die Forscher konstruierten zunächst die erforderliche Vorrichtung, um Temperaturgradienten über weite Temperatur- und magnetischen Bereiche zu messen. Arbeiter lösten das Problem der mehrdeutigen Messungen mit einem kalorimetrischen Ansatz, um den Wärmefluss anstatt der Ist-Temperatur zu bestimmen. Die Technik wurde anschließend überprüft und die Messungen gaben erfolgreich die Literaturwerte für die getesteten Materialien wieder.

Eine zweite Studienphase betraf die Auswahl einer ungewöhnlichen ferromagnetischen Legierung zur Integration in eine Dünnfilmstruktur. An einem bestimmten Kompensationspunkt der Temperatur, verändert sich das Zeichen des großen anomalen Hall-Effekts. Das Team untersuchte ferner das Material in Gegenwart und Abwesenheit eines Temperaturgradienten. Das thermische Äquivalent des ANE blieb klein und erfordert eine weitere Analyse.

Insgesamt hat das Projekt dargelegt, dass es Wege gibt, um andere Abwärme als jene, von der in der Literatur berichtet wird, nutzbar zu machen. Allerdings steckt eine solche Arbeit noch in den Kinderschuhen und die Wirkung muss deutlich erhöht werden, bevor eine praktische Anwendung möglich ist.

THERMO-SPIN hat dazu beigetragen, das Wissen zum ANE-Phänomen zu erweitern. Die Arbeit bringt die praktische Anwendung des Effekts einen Schritt näher, um möglicherweise zu den EU-Energiezielen in der Zukunft beizutragen.

Verwandte Informationen

Schlüsselwörter

Strom, Abwärme, anomale Nernst-Effekt, magnetisches Feld, Temperaturgradient, THERMO-SPIN  
Datensatznummer: 190586 / Zuletzt geändert am: 2016-11-23
Bereich: Energie