Thermoelektrische Generatoren erm\u00c3\u00b6glichen die direkte Umwandlung thermischer in elektrische Energie. Auf Basis organischer Verbindungen besitzen sie als umweltfreundliche, kosteneffiziente Alternative zu anorganischen Materialien ein enormes Potential hinsichtlich der Energier\u00c3\u00bcckgewinnung aus Abw\u00c3\u00a4rme. Unter Ber\u00c3\u00bccksichtigung des Anteils der Verlustw\u00c3\u00a4rme von rund 72 % am weltweiten prim\u00c3\u00a4ren Energieverbrauch [1] wird die Notwendigkeit dieser rekuperativen Technologie offensichtlich.<\/p>\n
Die Effizienz thermoelektrischer Generatoren h\u00c3\u00a4ngt entscheidend von der elektrischen und thermischen Leitf\u00c3\u00a4higkeit sowie dem Seebeck-Koeffizienten der verwendeten Materialien ab. Ein f\u00c3\u00bcr thermoelektrische Anwendungen geeignetes Material besitzt vorzugsweise eine geringe thermische und gleichzeitig hohe elektrische Leitf\u00c3\u00a4higkeit sowie einen gro\u00c3\u0178en Seebeck-Koeffizienten.<\/p>\n
Polymere zeichnen sich aufgrund ihrer schwachen van-der-Waals Bindung zwischen den Ketten bereits durch eine sehr geringe W\u00c3\u00a4rmeleitf\u00c3\u00a4higkeit aus. Als fl\u00c3\u00bcssig prozessierbarer Werkstoff k\u00c3\u00b6nnen sie zudem in zahlreiche industrielle Prozesse integriert werden und er\u00c3\u00b6ffnen durch ihre funktionalen und mechanischen Eigenschaften neue Anwendungsbereiche. Allerdings weisen polymere Werkstoffe aufgrund der inh\u00c3\u00a4renten strukturellen Unordnung und der geringen Zahl an freien Ladungstr\u00c3\u00a4gern keine hohen elektrischen Leitf\u00c3\u00a4higkeiten auf.<\/p>\n
Ziel des beantragten Promotionsvorhabens ist es daher, durch Einbettung geeigneter, hochleitf\u00c3\u00a4higer organischer Additive eine signifikante Steigerung der elektrischen Leitf\u00c3\u00a4higkeit ausgew\u00c3\u00a4hlter Polymere mit technologischem Potential zu erreichen, ohne dabei deren andere thermoelektrische Gr\u00c3\u00b6\u00c3\u0178en, insbesondere den Seebeck-Koeffizienten, negativ zu beeinflussen. Dazu steht, neben der Bestimmung der thermoelektrischen Parameter, der Einfluss der Komposit-Morphologie auf den Ladungstr\u00c3\u00a4gertransport im Mittelpunkt der Untersuchungen.<\/p>\n
Zu Beginn des Projekts wurde hierf\u00c3\u00bcr ein Pr\u00c3\u00a4parationsprotokoll zur reproduzierbaren Herstellung von polymeren Komposit-D\u00c3\u00bcnnschichten unterschiedlicher Dicke, Additivkonzentration und -verteilung mittels Doctorblading etabliert. Die fl\u00c3\u00bcssig prozessierten Filme werden anschlie\u00c3\u0178end thermoelektrisch charakterisiert und hinsichtlich ihrer zentralen Parameter elektrische und thermische Leitf\u00c3\u00a4higkeit sowie ihres Seebeck-Koeffizient quantifiziert. Erg\u00c3\u00a4nzende temperaturabh\u00c3\u00a4ngige Messungen werden R\u00c3\u00bcckschl\u00c3\u00bcsse auf die mikroskopischen Transportmechanismen im Polymer-Additiv-Komposit gestatten. Zusammen mit den strukturellen Informationen werden die thermoelektrischen Daten anhand theoretischer Modellvorhersagen bewertet und darauf aufbauend Strategien zur weiteren Optimierung und Verbesserung der polymerbasierten Thermoelektrika f\u00c3\u00bcr deren zuk\u00c3\u00bcnftigen Einsatz entwickelt.<\/p>\n
\u00c2\u00a0<\/p>\n
[1] C. Forman et al. Renewable and Sustainable Energy Reviews 57 (2016) 1568\u00e2\u20ac\u201c1579.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Thermoelektrische Generatoren erm\u00c3\u00b6glichen die direkte Umwandlung thermischer in elektrische Energie. Auf Basis organischer Verbindungen besitzen sie als umweltfreundliche, kosteneffiziente Alternative zu anorganischen Materialien ein enormes Potential hinsichtlich der Energier\u00c3\u00bcckgewinnung aus Abw\u00c3\u00a4rme. Unter Ber\u00c3\u00bccksichtigung des Anteils der Verlustw\u00c3\u00a4rme von rund 72 % am weltweiten prim\u00c3\u00a4ren Energieverbrauch [1] wird die Notwendigkeit dieser rekuperativen Technologie offensichtlich. Die Effizienz […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[2477],"class_list":["post-52254","promotionsstipendium","type-promotionsstipendium","status-publish","hentry","tag-deutschland"],"meta_box":{"dbu_stipendiaten_az":"20020\/663","dbu_stipendiaten_anrede":"","dbu_stipendiaten_nachname":"Siegert","dbu_stipendiaten_vorname":"Marie","dbu_stipendiaten_titel":"","dbu_stipendiaten_fbeginn":"2020-07-01 00:00:00","dbu_stipendiaten_fende":"2023-06-30 00:00:00","dbu_stipendiaten_e_anschrif":"Julius-Maximilians-Universit\u00c3\u00a4t W\u00c3\u00bcrzburg Lehrstuhl f\u00c3\u00bcr Experimentelle Physik VI","dbu_stipendiaten_betreuer":"Prof. Dr. Jens Pflaum","dbu_stipendiaten_email_dienst":"marie.siegert@uni-wuerzburg.de"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52254","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/promotionsstipendium"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52254\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":58266,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52254\/revisions\/58266"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=52254"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=52254"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=52254"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}