Projektbeschreibung
Abwärme in Strom umwandeln
Da die weltweite Nachfrage nach Strom steigt und die Abhängigkeit von nicht erneuerbaren Energieträgern verringert werden soll, kommt der Abwärmenutzung entscheidende Bedeutung zu. Gegenwärtig fallen 72 % der erzeugten Energie in Form von Abwärme an, wobei davon jährlich schätzungsweise 13 000 TWh potenziell zurückgewinnbar sind (und diese Zahl dem gesamten Energiebedarf Europas entspricht). Das Team des ERC-finanzierten Projekts ELEC_FROM_HEAT geht diese Herausforderung mit der Entwicklung nichtlinearer pyroelektrischer Keramik an, die Abwärme in Strom umwandeln kann. Jüngste Fortschritte haben gezeigt, dass mit 40 Gramm dieser Materialien mehr als 10 Joule Energie pro thermodynamischem Zyklus mit einem Wirkungsgrad von 40 % erzeugt werden können, womit die aktuellen Technologien übertroffen werden. Die Arbeit von ELEC_FROM_HEAT zielt darauf ab, diese Technologie im Maßstab zu erweitern, um 100 W Strom mit einem Wirkungsgrad von 50 % zu erzeugen. Damit wird eine kompakte, effiziente Lösung zur Erschließung des enormen Potenzials von Abwärme angeboten.
Ziel
Electric energy stands for 20% of the total energy consumed in the world, and this share is expected to reach 40% by 2050 as an outcome of the need to decrease our dependence on non-renewable energies. Beyond sunlight and wind, heat is another formidable and poorly exploited source of electrical energy. Indeed, currently 72 % of the energy produced ends up in waste heat - and it has been predicted that up to 13 000 TWh could be recovered each year, which stands for Europe’s yearly total energy needs!
In this context, my team recently showed that 40 grams of nonlinear pyroelectric ceramics can generate more than 10 Joules of electric energy from waste heat in one single thermodynamic cycle of 100 degrees. This is one order of magnitude larger than the closest state-of-the-art. We also demonstrated that these materials exhibit an energy efficiency of 40 % with respect to Carnot’s efficiency – which is beyond what photovoltaics and thermoelectrics can provide. Therefore, the scientific question of this project is the following: “Is it possible to generate Watts efficiently with this technology - and not only Joules?”
Hence, the objective of this project is to show that energy harvesters made of nonlinear pyroelectric materials can generate 100 W of electric power from heat with 50 % energy efficiency. To do so, I will (1) design and fabricate environmentally friendly nonlinear pyroelectric harvesting modules, (2) analyse the fundamental role played by specific phase transitions on the heat-to-electricity thermodynamic conversion in such materials, (3) elaborate a power generator based on these harvesting modules with enhanced heat exchange capabilities able to generate 100 W of electricity from heat, and (4) prepare another specific heat-to-electricity generator showing that conversion efficiency can reach 50 %.
This project will provide a compact, efficient, and low-cost technology to transform waste heat into a massive new source of electric energy.
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 Werkstofftechnik Keramik
- Technik und Technologie Umwelttechnik Energie und Kraftstoffe erneuerbare Energie Solarenergie Photovoltaik
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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.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-ADG
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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.
4362 Esch Sur Alzette
Luxemburg
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.