Mobile-Menu

Weniger Verluste

Abwärme von Computerchips direkt in Strom verwandeln

< zurück

Seite: 2/2

Anbieter zum Thema

FAULHABER Austria GmbH
Fastems Systems GmbH

So funktioniert ein thermoelektrisches Element prinzipiell:

Thermoelektrische Elemente wandeln Temperaturunterschiede direkt in elektrische Energie um, wie oben bereits mehrfach erläutert. Ein bestehendes Temperaturgefälle regt dabei den Fluss von elektrischen Ladungsträgern an und erzeugt so elektrischen Strom, weil die Ladungsträger ja in Bewegung sind. Dieser Prozess kann eben genutzt werden, um Abwärme in elektronischen Geräten zu verwerten, wodurch sie in nutzbare Energie umgewandelt und der gesamte Energiebedarf verringert wird. Für thermoelektrische Materialien ist aber eine geringe Wärmeleitfähigkeit wünschenswert, weil diese ein größeres Temperaturgefälle aufbaut, was folglich für eine effiziente Energieumwandlung entscheidend ist, weil die Ladungsträger besser fließen können. Ge-Sn-Legierungen erscheinen mit ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit besonders geeignet, ein solches Temperaturgefälle zu erzeugen.

Die sogenannte „Green IT“ erhält einen kräftigen Schub

Elemente der Gruppe IV im Periodensystem, auch bekannt als Siliziumgruppe, bilden bekanntlich die Grundlage eines jeden elektronischen Geräts. Indem man sie zu Legierungen kombiniert, erweitern sich die Anwendungsbereiche auf Thermoelektrik, Photonik und Spintronik, wie die Forscher erklären. Langfristig rücke damit die Integration von Photonik, Elektronik und Thermoelektrik auf demselben Chip mit siliziumbasierter Technik in Reichweite. Das würde nicht nur die Leistung der Geräte verbessern, sondern auch die Entwicklung nachhaltigerer Techniken unterstützen. Die Forsche haben also einen der kritischsten Parameter für ein thermoelektrisches Material, die thermische Leitfähigkeit, bewertet, indem sie verschiedene experimentelle Techniken an epitaktischen Proben (Anmerkung der Redaktion: Epitaxie bedeutet, dass Kristalle auf einem gleichen oder andersartigem Material aufwachsen, ähnlich wie das hobbymäßige Kristallzüchten auf Stein) mit unterschiedlichen Legierungszusammensetzungen und Dicken angewendet haben. Das könne erhebliche Auswirkungen auf den Bereich der „Green IT“-Infrastrukturen haben.

Das ist noch nicht das letzte Wort zum Thema Gruppe-IV-Legierungen ...

Die Teams am Forschungszentrum Jülich und am IHP setzen ihre erfolgreiche Zusammenarbeit übrigens fort, um das Material weiterzuentwickeln. Das Ziel ist es, die Zusammensetzung der Legierung auf Silizium-Germanium-Zinn (SiGeSn), sowie die ultimative Gruppe-IV-Legierung zusammen mit Kohlenstoff (CSiGeSn) zu erweitern. So will man ein funktionales thermoelektrisches Gerät herstellen, mit dem sich das Potenzial der Energiegewinnung durch Gruppe-IV-Legierungen demonstrieren lässt. Die Aktivität wird finanziell durch einen neu vergebenen DFG-Zuschuss „SiGeSn-Legierungen für die Energiegewinnung bei Raumtemperatur“ gefördert. Zusätzlich werden die Arbeiten durch den Vorstand des Forschungszentrums Jülich und das kooperative Promotionsprojekt „CMOS-Energiegewinnung für Big Data-Anwendungen“ unterstützt.

(ID:50091998)

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung. Die Einwilligungserklärung bezieht sich u. a. auf die Zusendung von redaktionellen Newslettern per E-Mail und auf den Datenabgleich zu Marketingzwecken mit ausgewählten Werbepartnern (z. B. LinkedIn, Google, Meta).

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

Weiterführende Inhalte