Magnesiumbasierte Werkstoffe für thermoelektrische Generatoren
Forscher der Duke University und der Michigan State University haben die beiden magnesiumbasierten Materialien Mg3Sb2 und Mg3Bi2 entdeckt, die traditionellen thermoelektrischen Generatoren leistungsbezogen revolutionieren könnten. Außerdem sind sie den Experten zufolge umweltverträglicher und kostengünstiger in der Herstellung.
Entgegen der vorherrschenden wissenschaftlichen Lehrmeinung über die Notwendigkeit schwerer Elemente zeigen die Forscher, dass der Ersatz von schweren Elementen wie Kalzium und Ytterbium durch leichtere Magnesiumatome zur Verdreifachung der Leistung führt. Um die neuen Werkstoffe zu entwickeln, war detektivische Kleinarbeit nötig.
Die Forscher ermittelten die inneren Strukturen der neuen Legierungen durch Neutronen- und Röntgenstreuexperimente in den Forschungsanlagen Oak Ridge National Laboratory und Argonne National Laboratory sowie durch Simulationen auf den Supercomputern des National Energy Research Scientific Computing Center.
Für Orbit-Missionen und Transport
Die Untersuchungen auf atomarer Ebene haben den Forschern den Mechanismus hinter der Fähigkeit der Materialien gezeigt, thermische Energie in Elektrizität umzuwandeln. Die Ergebnisse verdeutlichen mögliche neue Wege zur Verbesserung thermoelektrischer Anwendungen, etwa für Missionen im Weltall - dort gibt es, wenn die Sonne scheint, große nutzbare Temperaturdifferenzen.
Nach Olivier Delaire, außerordentlicher Professor an der Duke University, basieren traditionelle thermoelektrische Materialien auf schweren Elementen wie Blei, Wismut und Tellur - Elemente, die nicht sehr umweltfreundlich und auch nicht sehr reichlich vorhanden sind, was sie tendenziell teuer macht. Magnesium hingegen ist leicht und reichlich vorhanden, was es zu einem idealen Material für Transport- und Raumfahrtanwendungen macht. (pte)
Aktuelle Onlineartikel
-
14. 09. 2021 Organische Deckschicht ermöglicht druckbare Silberelektroden
-
13. 09. 2021 Sauberer Treibstoff aus stinkendem Giftgas
-
13. 09. 2021 Lebensdauer von Lithium-Schwefel-Akkus mit Zucker verbessert
-
12. 09. 2021 Forscher entwickeln weiche Ventile für Roboter
-
10. 09. 2021 Formgedächtnis-Polymer - Roboter bekommen jetzt Muskeln verpasst
-
09. 09. 2021 Super-Magnetspule für Fusionsreaktor gebaut
-
08. 09. 2021 Neue chemische Werkzeuge für die Wirkstoffentwicklung
-
02. 09. 2021 Massenproduktion von Brennstoffzellen wird möglich
-
02. 09. 2021 Elektrolyseure für grünen Wasserstoff serienreif machen
-
02. 09. 2021 Implantat-Beschichtung erhöht Lebensdauer