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7. Februar 2002
Thermodiode als Minikraftwerk
(he) Wer kennt diese
Situation nicht. Kurz bevor die Kalkulation zu Ende geschrieben ist, macht
der Laptop schlapp und wenn die Sommerparty ihrem Höhepunkt
entgegenstrebt ist plötzlich der Akku des portablen Kühlschranks leer.
Eine neue Erfindung aus den USA könnte schon bald die Ausdauer von
Batterien indirekt verlängern.
Tatsächlich werden bei der jetzt am Massachusetts
Institute of Technology (MIT) gemachten Entwicklung nicht die Akkus
selbst leistungsfähiger. Vielmehr soll die beim Arbeitsprozess des
technischen Geräts abgegebene Wärme zurückgewonnen und in elektrische
Energie zurückverwandelt werden.
Die dafür genutzte thermische Diode haben MIT-Forscher
bereits erfolgreich getestet, berichtet das britische Wissenschaftsmagazin
"New Scientist". Mit
Hilfe des Mikrochips kann bis zu 17 Prozent der Wärme wieder als Strom
zurückgewonnen werden. 20 Prozent und mehr werden angestrebt, um die
Entwicklung wirtschaftlich zu machen.
Ganz neu ist die Erfindung nicht. Den so genannten
thermoionischen Effekt, den der US-Erfinder Thomas Edison 1883 zum ersten
Mal beobachtete, nutzt man heute bereits bei Spezialanwendungen in der
Raumfahrt. Dabei springen Elektronen wegen ihrer thermischen Bewegung von
einer Elektrode durch ein Vakuum zur anderen, so dass elektrischer Strom
fließt. Bislang waren dazu aber Temperaturen von 1000 Grad Celsius nötig,
wie sie z.B. Kernreaktoren in Satteliten erzeugen.
Trennte die beiden Leiterplatten bisher ein isolierendes
Vakuum, füllten die MIT-Forscher und ihre Kollegen vom
US-Energieunternehmen Eneco den Zwischenraum mit einem mehrschichtigen
Halbleitermaterial. Diese elektronenreichen Schichten aus Indiumantimonid
oder Quecksilbercadmiumtellurid verbesserten den Elektronenfluss deutlich.
"Der Bereich nahe der Wärmequelle ist sehr stark dotiert, so dass
die Elektronen quasi herauskochen", so einer der Mitentwickler.
Bisher funktioniert die Thermodiode schon bei 100 Grad
Celsius und die Forscher hoffen, die Betriebstemperatur noch weiter senken
zu können. Nebenbei funktioniert die Diode auch als alternatives Kühlelement
und könnte Ventilatoren und Kühlmittel in technischen Geräten ersetzen.
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