TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERGAKADEMIE FREIBERG
Forschungsbroschüre
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TU <strong>BERGAKADEMIE</strong> <strong>FREIBERG</strong> | NACHHALTIGKEIT | SUSTAINABILITY<br />
18 19<br />
MATERIALIEN<br />
UNTER STROM<br />
Mehr als 50 Prozent der Abwärme von technologischen<br />
Prozessen gehen weltweit ungenutzt verloren.<br />
Gefragt sind innovative Ansätze, die es ermöglichen,<br />
die meist im Niedertemperaturbereich liegende Abwärme<br />
in elektrische Energie umzuwandeln. Wissenschaftler<br />
der TU Bergakademie Freiberg suchen neue<br />
1 Mit der Bewerbung von<br />
„Pyrolabs“ im Spitzenclusterwettbewerb<br />
des Bundesministeriums<br />
für Bildung und<br />
Forschung startete die TU<br />
Bergakademie im Jahr 2011<br />
ihre intensive Forschung<br />
zum Thema Pyroelektrika.<br />
Dirk Meyer (l.), Professor für<br />
Verbindungshalbleiter und<br />
Festkörperspektroskopie, mit<br />
Dr. Tilmann Leisegang an<br />
einem Vier-Spitzenmessplatz<br />
zur Erfassung elektrischer<br />
Messgrößen.<br />
TU Bergakademie started<br />
its intensive research into<br />
pyroelectrics in 2011 with<br />
the submission of „Pyrolabs“<br />
for the Federal Ministry of<br />
Education and Research‘s<br />
Leading-Edge Cluster<br />
compe tition. Prof. Dirk<br />
Meyer (l.), compound<br />
semiconductor and solidstate<br />
spectroscopy expert,<br />
with Dr Tilmann Leisegang<br />
at one of the probe stations<br />
for recording electric measurements.<br />
Wege, diese thermische Energie nutzbar zu machen.<br />
Ein interdisziplinäres Team aus Naturwissenschaftlern<br />
und Ingenieuren setzt auf den Effekt der Pyroelektrizität.<br />
Bestimmte Materialien wie Bariumtitanat oder<br />
Lithiumniobat reagieren auf eine Änderung der Umgebungstemperatur<br />
mit der Ausbildung einer elektrischen<br />
Oberflächenladung. Je nach Material können<br />
so Feldstärken von mehreren Kilovolt pro Millimeter<br />
entstehen. Pyroelektrika treten in einer breiten Vielfalt<br />
auf und bergen so große Poten ziale für den Einsatz<br />
in Energie- und Stoffwandlungsprozessen. Im Projekt<br />
PyroConvert werden sie umfassend untersucht. Die<br />
Wissenschaftler analysieren und charakterisieren ver -<br />
schiedene pyroelektrische Funk tions materialien und<br />
erforschen Methoden ihrer Syn these. Sie entwickeln<br />
und erproben innovative Verfahren, um mit Hilfe der<br />
Pyroelektrizität Niedertemperaturabwärme energetisch<br />
nutzbar zu machen. Am Ende sollen praxistaugliche<br />
Konzepte für die Anwendung in der Industrie<br />
entstehen.<br />
CHARGED MATERIALS<br />
Worldwide, over 50 percent of the heat produced by<br />
technological processes is wasted. This calls for innovative<br />
approaches that make it possible to convert<br />
this wasted, usually low temperature heat into electric<br />
power. TU Bergakademie Freiberg researchers are<br />
looking for new ways to make this thermal energy recoverable.<br />
An interdisciplinary team of scientists and<br />
engineers is focusing on the effects of pyroelectricity.<br />
Certain materials such as barium titanate or lithium<br />
niobate react to changes in the ambient temperature<br />
with surface charge. Depending on the material, this<br />
can generate electric field strengths of several kilovolts<br />
per millimetre. Pyroelectricity occurs in a wide<br />
range of different materials and therefore harbours<br />
extensive potential for use in energy and substance<br />
conversion processes. These materials are comprehensively<br />
investigated by the PyroConvert project.<br />
The researchers analyse and characterise different<br />
pyroelectric functional materials and study their synthesis<br />
methods. They develop and test innovative<br />
procedures with the aim of using pyroelectricity to<br />
utilise the low temperature heat that is currently<br />
wasted for energy recovery. The ultimate aim is the<br />
development of practicable concepts for industrial<br />
application.<br />
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