Latente Wärme zur Stromerzeugung

Forschern der Universität Tokio ist es nach eigenen Angaben gelungen, Elektrizität aus latenter Wärme zu erzeugen. Dieses Ergebnis soll die Möglichkeiten der thermoelektrischen Umwandlung und der Thermozellen erweitern. Mit ­dieser Technologie könnte verschwendete latente Wärme genutzt werden, um Geräte in die Lage zu versetzen, ihre eigene Energie zu erzeugen, während sie sich selbst abkühlen, wodurch die Abhängigkeit von anderen Energiequellen verringert würde. Das Team der Universität Tokio hat seine eigene Thermozelle aus einem Hydrogel – einem wasserreichen Polymer­material – namens PNIPAM entwickelt. Dieses modifizierte Hydrogel enthielt ein thermoreaktives Polymer, was bedeutet, dass das Polymer auf Tempe­raturänderungen reagiert, in diesem Fall in kaltem Wasser löslich, in heißem Wasser jedoch un­löslich ist. Mit dieser Thermozelle gelang es ihnen, die geringe latente Wärme­energie, die durch den Phasenübergang – zwischen löslich und unlöslich – ­entsteht, zur Stromerzeugung zu nutzen. Die Leistung einer Thermozelle wird danach beurteilt, wie viel Spannung aus einem ­kleinen Temperaturunterschied erzeugt werden kann, was als Seebeck-­Koeffizient bezeichnet wird. Je höher der Seebeck-­Koeffizient ist, desto mehr ­elektrische Energie kann entnommen werden. Der Seebeck-Koeffizient von ­Thermozellen, die organische Verbindungen verwenden, liegt normalerweise unter 1µV (ein Millionstel Volt) pro Kelvin Temperatureinheit. In diesem Test überschritten sie 2 µV/K. Zwar habe man schon früher Thermo­zellen her­gestellt, die 2 µV/K durch eine pH-Änderung erzeugen, aber dies sei das erste Mal, dass die Energie eines Phasenübergangs direkt genutzt wurde. Die Forscher hoffen, dass diese Arbeit dazu beitragen wird, die Kältetechnik, Temperatur­managementgeräte und andere Techno­logien wie Temperatur­sensoren zu ­verbessern.

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