Statt das Klima aufzuheizen
Thermoelektrische Generatoren wandeln Abwärme in kostbare Elektrizität um

Wenn das keine Perspektive ist: Unser Körper produziert den Strom für den Fitnesstracker, in Autos mit Hybrid-Antrieb laden die Abgase die Batterien auf. Für solche Kleinstanwendungen war die Technik bisher zu teuer, jetzt könnte sie wirtschaftlich werden.

Symbolbild eines thermoelektrischen Generators Wandelt Temperaturunterschiede direkt in Strom um
Foto: IFW Dresden / R. Uhlemann

In thermoelektrischen Miniatur-Generatoren stecken, eingeklemmt zwischen zwei Platten, zwei Metalle mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften. Erwärmt zum Beispiel die Haut eine Seite, beginnen sogenannte Ladungsträger zu wandern – es fließt Strom, der den Fitnesstracker aufladen kann.

Eines der Metall war das rare und daher teure Tellur. Einem internationalen Forscherteam unter Beteiligung der Uni Bielefeld und dem Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (IFW) ist es nun gelungen, einen ebenso wirkungsvollen Generator zu bauen, der mit den wesentlich preiswerteren Elementen Magnesium und Antimon arbeitet. Die neue Kombination könnte den Weg für eine Massenproduktion frei machen..

Perfekt fürs Internet der Dinge

Ein großes Anwendungsfeld jenseits von Autos und Fitness-Armband sehen Experten beim Internet der Dinge, wo in Maschinen aller Art integrierte Sensoren Daten erfassen und übertragen. Die notwendigen Watt und Volt dafür könnten sich aus der Abwärme der Maschinen beziehen. Praktisch zudem: Die thermoelektrischen Generatoren vibrieren nicht, sie arbeiten geräuschlos und verschleißfrei.

Fähre MS Willem de Vlamingh Zwei Abwärme-Kraftwerke an Bord Foto: Orcan Energy

Großtechnisch ist die Nutzung von Abwärme längst etabliert. Unter dem Kürzel ORC (Organic Rankine Cycle) verkauft etwa der Münchener Spezialist Orcan Energy Kraftwerke, die quasi aus heißer Luft Strom erzeugen. Untergebracht in einer Art Container und gefüllt mit einer Flüssigkeit, die schon bei niedrigen Temperaturen verdampft, zapfen die Packs etwa die Abwärme von Zementöfen oder Schiffsmotoren an. Der entstehende Dampf treibt Generatoren an (siehe auch Video).

Wolfgang Brand, Finanzvorstand von Orcan, sieht eine Riesenpotential für eine CO2-freie Energiegewinnung. „Würde die gesamte in Deutschland verschwendete Abwärme zur Stromproduktion genutzt, könnten wir fast alle Kohlekraftwerke abschalten.“

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