Projektbeschreibung
Nutzbarmachung niederwertiger Abwärme auf innovative Art
Bei der Umwandlung, dem Transport sowie bei letzten Schritten zur Anpassung an Anforderungen der Endanwendung gehen erhebliche Mengen an Energie in Form niederwertiger Wärme verloren. Derzeit verfügbare Technologien zur Umwandlung niederwertiger Abwärme in Strom sind mit hohen Kosten verbunden. Das EU-finanzierte Projekt EHAWEDRY schlägt ein innovatives Umwandlungskonzept vor, das sich auf die Kopplung der Lade- bzw. Entladezyklen elektrochemischer Superkondensatoren mit dem Trocknen bzw. der Anfeuchtung ihrer nanoporösen Elektroden stützt. Das Konzept nutzt die Tatsache, dass eine Proportionalität zwischen Kapazität und Elektroden-/Elektrolytkontaktfläche des Kondensators besteht. Das Projekt hat ins Auge gefasst, einen Prototyp einer innovativen Vorrichtung für die Umwandlung von Abwärme zu konzipieren. Dieser soll volumetrische Leistungsdichten erreichen, welche in etwa mit der Leistungsdichte etablierter Technologien für die Abwärmeverwertung, beispielsweise bei Rankine-Prozess-Motoren, vergleichbar sind. Der Prototyp zeichnet sich durch Flexibilität im Design sowie Skalierbarkeit aus und verspricht eine kosteneffiziente Nutzbarmachung niederwertiger Abwärme.
Ziel
Huge amounts of energy are wasted as low grade heat during conversion, transportation and end use. While several technologies can convert heat into electricity, none of them is cost-effective for the conversion of low-grade waste heat. EHAWEDRY proposes a radically new concept for converting low grade waste heat into electricity. EHAWEDRY will couple charging/discharging cycles of electrochemical super-capacitors with the drying/wetting of their nanoporous electrodes, exploiting the proportionality of the capacitor capacity to its electrode/electrolyte contact area. Previous attempts to couple charging/discharging cycles with changes in the electrode/electrolyte contact area aimed at harvesting the mechanical energy used to drive the change in the contact area. The power generated by these mechanical energy harvesters is relatively low, mainly because they have to use smooth capacitor plates (electrodes) to avoid generating too large capillary forces counteracting the harvested displacement. EHAWEDRY proposes a paradigm shift from the energy harvesting strategies previously used. Instead of mechanically changing the electrode/electrolyte contact area by displacing smooth electrodes, EHAWEDRY will change the electrode/electrolyte contact area by modifying the electrolyte level within nanoporous electrodes through drying/wetting cycles. The use of nanoporous electrodes will increase by many orders of magnitude the electrode/electrolyte contact area, which will translate into several orders of magnitude larger amounts of harvestable energy per cycle. Via pioneering fundamental research, EHAWEDRY targets the generation of a harvester prototype that reaches a volumetric power densities of the order of 10 kW/m3, comparable to established waste heat recovery technologies such as Rankine cycle engines, but with advantages in terms of cost, design flexibility, scalability and potential for the cost-effective harvesting of low grade waste heat without upgrading.
Wissenschaftliches Gebiet
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectrical engineeringpower engineeringelectric power distribution
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectrical engineeringpower engineeringelectric power generationcombined heat and power
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectrical engineeringpower engineeringelectric power transmission
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
Finanzierungsplan
RIA - Research and Innovation actionKoordinator
08034 Barcelona
Spanien