Projektbeschreibung
Über thermische Dioden und Schalter die Wärme im Sinne von Kühlung und Energiemanagement steuern
Thermische Schalter und Dioden steuern analog zu den elektrischen Bauelementen den Wärmefluss. Sie kommen in zunehmendem Maße in Anwendungen wie Heizkesseln, Lufterhitzern und Heizungsanlagen zum Einsatz. Heute übliche thermische Schalter und Dioden arbeiten mit geringem Wirkungsgrad oder sind nicht für kleine Räume geeignet, was ihre Anwendung in der Kältetechnik, Elektronik und in Systemen für erneuerbare Energien einschränkt. Das ERC-finanzierte Projekt DYNAMHEAT wird die Wechselwirkungen zwischen Phononen und spontan auftretenden planaren Defekten, den sogenannten Domänenwänden, in ferroelektrischen und ferroelastischen Oxiden ausnutzen, um kompakte und effiziente thermische Schalter und Dioden bereitzustellen. Domänenwände lassen sich problemlos durch Anlegen einer geringen Spannung oder eines niedrigen Drucks erzeugen, bewegen und ausrichten, wodurch große, steuerbare und rekonfigurierbare Änderungen der Wärmeleitfähigkeiten möglich werden.
Ziel
Tackling climate change is one of the most pressing challenges of our modern society and requires researching new refrigeration and renewable energy systems. Performances of all these systems could be significantly improved if they were combined with solid-state thermal switches and diodes. Current strategies that require to nanostructure materials or to operate in the vicinity of a phase transition, lead to thermal switches or thermal diodes with low efficiencies or not suitable for applications where space is limited. Furthermore, once designed, thermal properties of these elements are set and cannot be modified.
My objective is to investigate a fundamentally new mechanism to design compact and efficient thermal switches and diodes. My strategy exploits, in ferroelectric and ferroelastic oxides, the interactions between phonons and spontaneously occurring planar defects known as domain walls. Domain walls can be easily generated, moved, and oriented by application of a small voltage or a small uniaxial pressure, and interact with phonons as defects do. They are thus perfect interfaces to achieve large and reconfigurable anisotropies in thermal conductivities in controlled directions in a fast and reversible way.
In this ambitious project, I develop a novel approach to demonstrate a dynamic heat flow control through (i) the reversible engineering of the density of domain walls in desired directions, and (ii) the development of advanced experimental techniques for in-operando thermal characterizations. My multidisciplinary strategy will unravel the interactions between phonons and domain walls to reach higher thermal conductivity variations, and lead to ground-breaking thermal switches and diodes. These thermal switches and diodes will be compatible with a large range of devices and have an impact in many fields critical for our transition toward a sustainable future (e.g. solid-state refrigeration, solar panels, thermoelectric devices).
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
- Technik und Technologie Umwelttechnik Energie und Kraftstoffe erneuerbare Energie
- Technik und Technologie Maschinenbau Thermodynamik
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Atomphysik
- Naturwissenschaften Geowissenschaften und verwandte Umweltwissenschaften Atmosphärenwissenschaften Klimatologie Klimaänderungen
- Technik und Technologie Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik elektrotechnische Industrie Piezoelektrika
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2022-STG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
75794 PARIS
Frankreich
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.