Aus Abwärme Strom gewinnen – Thermoelektrische Molekulare Kraftwerke
Eine thermoelektrische Studie auf molekularer Ebene: wie sich aus winzigen Temperaturunterschieden nutzbare elektrische Energie gewinnen lässt.
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Aus Temperaturunterschied Strom gewinnen – Thermoelektrische Nanosysteme
Thermoelektrische Materialien wandeln Wärme direkt in Strom um. Diese Technologie bietet eine innovative Lösung für die Nutzung von Abwärmeenergie. Ein Molekularer Schalter ermöglicht die Steuerung der Leitfähigkeit durch Bestrahlung oder Temperaturänderung. | Energiespeicher
Thermokraft auf molekularer Ebene
Die sogenannte Thermokraft (Seebeck-Effekt) beschreibt, wie ein Temperaturunterschied über einem Material eine elektrische Spannung erzeugt. Wir berechneten und analysierten diesen Effekt theoretisch für unsere Biphenyl-Einzelmolekülkontakte – und zeigten, dass sich auch dieser Effekt gezielt über die Molekülgeometrie beeinflussen lässt.
Warum das heute wieder zählt
Abwärme-Rückgewinnung ist heute ein zentrales Thema der Energieeffizienz-Debatte – von industriellen Prozessen bis zu selbstversorgenden IoT-Sensoren, die aus winzigen Temperaturunterschieden genug Energie für ihren Betrieb gewinnen sollen. Molekulare Thermoelektrik liefert dafür Grundlagenwissen auf der kleinstmöglichen Skala.
Theorie trifft Molekülstruktur
Auf Basis der bereits charakterisierten Biphenyl-Einzelmolekülkontakte berechneten wir mittels ab-initio-Methoden, wie sich die thermoelektrischen Eigenschaften mit der Molekülkonformation verändern – eine konsequente Weiterführung unserer Arbeiten zur konformationsabhängigen Leitfähigkeit.
Was die Berechnung zeigte
Auch die Thermokraft liess sich systematisch mit dem Torsionswinkel des Moleküls in Verbindung bringen – ein weiterer Beleg dafür, dass sich elektronische und thermoelektrische Eigenschaften über dieselbe molekulare Stellschraube steuern lassen.
Publikation
Thermoelektrische Energiegewinnung aus Abwärme
Nature Energy
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