Neues Material für mehr Energie aus Abfallwärme
Japanische Forscher kreierten dünne Folie aus Molybdändisilicid, die künftig Strom liefert
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Dünne Folien erzeugen jetzt Strom (Bild: Ryuji Okazaki/Tokyo University of Science) |
Tokio (pte002/04.02.2026/06:05)
Forscher der Naturwissenschaftlichen Universität Tokio haben ein neuartiges Material entwickelt, mit dem sich mehr Energie aus Abfallwärme gewinnen lässt als bisher. Bis zu 50 Prozent der Energie, die die Industrie verbraucht, geht in Form von Abfallwärme verloren. Bei Autos mit Verbrennungsmotor ist die Bilanz noch schlechter. Man könnte sie nutzen, um Strom zu erzeugen, doch der Wirkungsgrad einsetzbarer thermoelektrischen Generatoren ist so gering, dass es nicht wirtschaftlich ist, weil Abfallwärme auf einem niedrigen Niveau anfällt - meist deutlich unter 100 Grad Celsius.
Senkrecht statt waagerecht
Es handelt sich um eine Legierung aus Molybdän und Silizium (MoSi2), die eine besondere Eigenschaft hat: Die elektrische Spannung entsteht senkrecht zum Wärmefluss statt, wie in bisher eingesetzten Werkstoffen, parallel dazu. Was nach einer akademischen Spitzfindigkeit klingt hat entscheidende Bedeutung für den Wirkungsgrad. Denn es gibt bei dem neuen homogenen Material keine Grenzflächen, die die Effektivität der Umwandlung von Wärme in elektrische Energie behindern.
In beiden Fällen entsteht elektrische Spannung, die einen Strom fließen lässt, wenn die eine Seite des Materials kälter ist als die andere, wenn zum Beispiel die Abwärme auf die eine Seite gelenkt wird, während die andere von der Umgebungsluft gekühlt wird. Bei der longitudinalen Variante (also wenn Strom und Wärme parallel fließen) besteht der Generator aus zwei Materialien, die fest miteinander verbunden sind, etwa durch Schweißen. Die Nahtstelle behindert die Stromerzeugung.
Ein Werkstoff reicht aus
Bei der transversalen Variante genügt ein einziges Material – hinderliche Nahtstellen gibt es also nicht, was dem Wirkungsgrad zugute kommt. Es war bereits bekannt, dass es solche Materialien gibt. Doch diese erzeugten nur wenig Strom. Erst mit MoSi2 gelang der Durchbruch, zumal der Generator viel einfacher herzustellen ist. Zuvor hatte das Team mit Wolframdisilicid (WSi2) bereits ein Material getestet, das ähnliche Eigenschaften hat. MoSi2 erwies sich jedoch als deutlich effektiver. In der Praxis wird das neue Material in Form eines dünnen Films eingesetzt, der an einer Seite durch Abfallwärme kontinuierlich erhitzt wird.
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