Energie aus Hitze: Neuer Ansatz erhöht Effizienz

Forscher aus den USA und China haben einen Weg gefunden, wie sich die Energiegewinnung aus Hitze deutlich verbessern lässt. Hierfür setzen sie auf winzige Partikel, sogenannte Paramagnete, die unter bestimmten Bedingungen mithilfe von magnetischen Kräften thermoelektrische Energie erzeugen. Der neue Ansatz könnte in den verschiedensten Bereichen zum Einsatz kommen - von Auspuffanlagen in Autos über interplanetare Raumsonden bis hin zu unterschiedlichen industriellen Prozessen.

Bis jetzt war es die gängige Meinung, dass nichts passiert, wenn man einen Paramagneten aufheizt, so Joseph Heremans, Professor für Mechanical and Aerospace Engineering an der Ohio State University. Doch wie man nun gemeinsam mit Kollegen der North Carolina State University und der Chinese Academy of Sciences herausgefunden habe, ist das keinesfalls richtig. Die Wissenschaftler haben eine Möglichkeit entdeckt, aus ihnen thermoelektrische Halbleiter herzustellen - Materialien, die Hitze in Energie umwandeln.

Bislang habe niemand ernsthaft daran gedacht, dass dies möglich sei. Tatsächlich könnte es diese Entdeckung aber sogar ermöglichen, dass künftig wesentlich mehr Energie aus Hitze gewonnen werden kann. Denn die konventionelle Thermoelektrik der vergangenen 20 Jahre sei einfach zu ineffizient und liefere zu wenig Energie. Deshalb wird sie auch nicht allzu oft eingesetzt. Nun kann sich das grundlegend ändern.

Hitze treibt Elektronen an

Wenn es darum geht, Energie aus Hitze zu gewinnen, kommt Magneten eine entscheidende Rolle zu: Sobald eine Seite erhitzt wird, wird die andere stärker magnetisch, was wiederum die Elektronen im Magneten antreibt und Elektrizität erzeugt. Paradoxerweise verlieren Magneten aber andererseits auch bei Hitzeeinwirkung den Großteil ihrer magnetischen Eigenschaften. Sie werden zu Paramagneten.

Die Wissenschaftler aus den USA und China konnten jedoch experimentell zeigen, dass Paramagneten ihre Elektronen nur für ein Milliardstel eines Millionstels einer Sekunde antreiben. Das ist zwar sehr kurz, aber immerhin lange genug, um sie in verlässliche Energiegeneratoren zu verwandeln. (pte/ Steiner)

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