06.10.2009 - 01.02.2010

ThermoPower - Strom aus Wärme mit thermoelektrischen Generatoren

Gefördert werden risikoreiche und anwendungsorientierte industrielle Verbundprojekte, die ein arbeitsteiliges und multidisziplinäres Zusammenwirken von Unternehmen mit Hochschulen und Forschungseinrichtungen erfordern. Die Vorhaben sollten dabei die gesamte Wertschöpfungskette, von der Werkstoffherstellung über -verarbeitung bis zur Anwendung, abdecken. Vorzugsweise sollten anwendungsübergreifende Entwicklungen verfolgt werden, um einen besseren Erfahrungsaustausch bzw. Wissenstransfer zu erreichen und Doppelentwicklungen zu vermeiden. Eine möglichst hohe Beteiligung von kleinen und mittleren Unternehmen an den Verbundprojekten ist besonders gewünscht. Reine Institutsverbünde und Einzelvorhaben werden grundsätzlich nicht gefördert.

Übergeordnet sollen die Vorschläge zu den beiden nachfolgend beschriebenen Schwerpunkten folgende Inhalte berücksichtigen:

• Ermittlung der chemischen Beständigkeit und der Langzeitstabilität von thermoelektrischen Materialien, Modulen und Systemen.
• Material- und Verfahrensentwicklung für die elektrische und thermische Anbindung.
• Design, Modellierung und Präparation von thermoelektrischen Modulen.
• Aufbau und Funktionsnachweis anwendungsorientierter Demonstratorsysteme.

Folgende thematische Schwerpunkte stehen im Fokus der Förderung:

1. Materialentwicklung
   Im Zentrum der Bekanntmachung steht die Entwicklung einer materialwissenschaftlich etablierten Thermoelektrik-Technologie für Einsatztemperaturen von 200 bis 1000°C. Besonders innovative Ansätze für den Einsatz im Temperaturbereich bis hinunter zur Raumtemperatur können flankierend ebenfalls gefördert werden. Es wird ein ganzheitlicher Ansatz verfolgt, der eine interdisziplinäre Kooperation ermöglichen soll. Neben der Entwicklung und Optimierung von Materialzusammensetzungen (u.a. durch Nanostrukturierung) mit verbesserten (wirtschaftlich sinnvollen) Wirkungs-graden soll auch deren zukünftige serientaugliche und kosteneffiziente Herstellung, die Verarbeitung zu Modulen und die Applikationsentwicklung integriert betrachtet werden. Bei der Wahl der Legierungssysteme ist die Ressourcenverfügbarkeit, die industrielle Herstellbarkeit, die Wirtschaftlichkeit und die Umweltverträglichkeit zu beachten. Vor diesem Hintergrund und den erwarteten Einschränkungen durch den Gesetzgeber werden Projekte mit einem Schwerpunkt auf Werkstoffentwicklungen im Bereich von Bismuttellurid- und Bleitellurid-Legierungen ausgeschlossen (siehe hierzu Punkt 2b).
2. Systementwicklung
   Die heute im Labormaßstab verfügbaren Werkstoffe auf Basis von Bismut- und Bleitellurid haben ein technologisches Anwendungspotenzial nachgewiesen. Für Projekte, die sich im Schwerpunkt auf die unbedingt erforderliche Entwicklung einer maßgeschneiderten Aufbau- und Verbindungstechnik zur Herstellung von Modulen und deren Einbindung in komplette thermoelektrische Systeme bis hin zu einer Demonstratoranwendung konzentrieren, können die beiden Werkstoffsysteme eingesetzt werden. Dabei sollte die Verfügbarkeit der Ausgangsmaterialien, der Preis, die Umweltrelevanz und eine industrielle Herstellbarkeit berücksichtigt werden. Die Systemkonzepte sollten außerdem einen späteren Ersatz der Werkstoffsysteme durch andere thermoelektrische Materialien ermöglichen und diesen bereits bewerten.
3. Begleitmaßnahme Messmethoden
   Sowohl die Bewertung der Kennwerte thermoelektrischer Werkstoffe und Module, als auch die Vergleichbarkeit mit Ergebnissen anderer Arbeitsgruppen, setzt eine reproduzierbare Messtechnik voraus. Ansätze hierfür existieren, müssen aber zu allgemein verfügbaren und validierten Messmethoden zusammengeführt und umgesetzt werden. Die Entwicklung der Messmethoden soll im Rahmen einer Begleitmaßnahme erfolgen. Ein Ziel der Begleitmaßname sollte eine Standardisierung von Referenzmaterialien und Messmethoden sein. Projektvorschläge hierzu sollten neben der Festlegung einer Standardprobe eine vergleichende Messmethodenbewertung über Round-Robin-Versuche beinhalten. Es wird nur ein Vorhaben mit dem Fokus auf Messmethoden gefördert werden.

http://www.bmbf.de/foerderungen/13961.php