Erste Konverter waren instabil
Die Umwandlung von Wärme in elektrische Energie wird vom Seebeck-Effekt angetrieben. Wenn eine Temperaturdifferenz zwischen zwei miteinander gekoppelten leitenden Materialien besteht, wird elektrischer Strom erzeugt. Die Effizienz der Umwandlung hängt von der Leistungszahl (ZT) ab, die bei Verwendung von edlen und damit teuren Materialien am höchsten ist. Preiswerte oxidbasierte Konverter konnten bisher nicht mithalten. Das hat sich in jüngster Zeit zwar geändert, doch die Generatoren hatten eine zu kurze Lebensdauer.
Ohta und sein Team arbeiten seit über zwei Jahrzehnten an geschichteten Kobaltoxidfilmen. In dieser Studie hat das Team die thermische und chemische Stabilität dieser Folien untersucht und ihre ZT-Werte bei hohen Temperaturen gemessen. Die Forscher testeten Kobaltoxidfilme, die mit Natrium, Calcium, Strontium oder Barium geschichtet waren, und analysierten ihre Struktur, den spezifischen Widerstand und die Wärmeleitfähigkeit. Am besten schnitt der Kobaltoxidfilm ab, wenn er mit Barium gekoppelt wurde.
Hilfe bei Erdgasmangel
"Wir haben gezeigt, dass Barium-Kobaltoxid-Filme ausgezeichnete Kandidaten für thermoelektrische Hochtemperatur-Konverter sind", freut sich Ohta. "Darüber hinaus sind sie umweltfreundlich und bieten Potenzial für einen breiten Einsatz." In einer Zeit, in der Erdgas knapp wird, sodass es kaum noch für die Verstromung eingesetzt werden kann, könnte diese neue Stromquelle hohe Bedeutung gewinnen. (pte)