9. Januar 2019

Mit Magnetismus volle Energie voraus

Leibniz IFW-Wissenschaftler verbessern die elektrische Ausbeute magnetischer Generatoren um Größenordnungen.

Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Festkörper und Werkstoffforschung Dresden (IFW) entwickelten in Kooperation mit Kollegen der TU Dresden und der BAM Berlin einen neuen magnetischen Generator, um Abwärme in Strom umzuwandeln. Durch eine clevere Anordnung der Komponenten gelang es den Forschern, die elektrische Ausbeute um Größen­ordnungen zu verbessern. Damit qualifizieren sich thermomagnetische Generatoren zur anwendungstauglichen Technologie für die Rückgewinnung von elektrischer Energie aus Abwärme.

Bei vielen Prozessen im Alltag und in der Industrie entsteht Abwärme, die nicht heiß genug ist, um sie sinnvoll zu verwenden. In der Regel wird sie ungenutzt in die Umwelt geleitet, so zum Beispiel auch bei großen IT-Servern oder am Austritt von Kraftwerkskühltürmen. Bisher gibt es kaum anwendungsreife Technologien, um diese Niedertemperaturabwärme in Elektrizität umzuwandeln. Große Hoffnungen werden auf sogenannte thermoelektrische Materialien gesetzt, bei denen eine elektrische Spannung direkt aus der Wärmedifferenz des Materials erzeugt werden kann. Eine andere Möglichkeit ist die Nutzung thermomagnetischer Generatoren. Diese machen sich zu Nutze, dass die magnetischen Eigenschaften bestimmter Legierungen sehr stark von der Temperatur abhängen. Ein solches Material ist zum Beispiel die Legierung aus den Elementen Lanthan, Eisen, Kobalt und Silizium, die bisher für magnetische Kühlanwendungen eingesetzt wurde. Unterhalb von ca. 27 Grad Celsius ist das Material magnetisch, während es bei höheren Temperaturen unmagnetisch ist. Wird das Material abwechselnd mit warmen und kalten Wasser in Berührung gebracht, ändert sich fortwährend die Magnetisierung des Materials. Das wiederum bewirkt, dass in der angelegten Spule eine Spannung induziert wird, die für einen Verbraucher genutzt werden kann. Dieses Prinzip thermomagnetischer Generatoren wurde bereits vor mehr als hundert Jahren entwickelt. Allerdings ist die Ausbeute bisher deutlich geringer als die von thermoelektrischen Generatoren, obwohl theoretische Berechnungen zeigen, dass viel bessere Kennzahlen erreichbar sein sollten.

Erfahren Sie mehr zur Stromgewinnung mit magnetischen Generatoren in den Mitteilungen des Leibniz IFW

 

Foto ©IFW Dresden: Thermomagnetischer Generator im Labormaßstab.

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