Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTSEtablierte thermoelektrische Werkstoffe sind verschiedene Halbmetalle und Halbleiter wie Bismuttellurid, Bleitellurid SiGe. Seit den 90er Jahren wurden deutliche Fortschritte hinsichtlich der Effizienz von Thermoelektrika über nanostrukturelle Konzepte erreicht. Auch keramische Werkstoffe rückten damit in das Blickfeld.
Thermoelektrische Werkstoffe benötigen ein schwer zugängliches Eigenschaftsspektrum von hoher elektrischer und niedriger thermischer Leitfähigkeit sowie hoher thermoelektrischer Kraft. Hierzu laufen Entwicklungen, die sowohl carbidische, nitridische, oxidische und Mischkeramiken als auch gut geeignete Hochtemperaturthermoelektrika aufbauen sollen. Miteinbezogen in die Entwicklungsarbeiten sind kostengünstige Keramiktechnologien, die einen industriellen Einsatz der zu entwickelnden Werkstoffe begünstigen.
Leistungsangebot
- Konzeptentwicklung und -umsetzung für keramische Thermoelektriksysteme
- Werkstoffentwicklungen zur Einstellung eines optimalen Eigenschaftsspektrums
- Technologische Entwicklung zur Werkstoffbereitstellung von keramischen Thermoelektrika
- Spezielle Verbindungskonzeptionen und -technikentwicklungen für hohe Temperaturen
- Messung von spezifisch elektrischem Widerstand, thermischer Leitfähigkeit, Seebeck-Koeffizient und Ladungsträgerkonzentration bis zu 1000 °C in Vorbereitung
Technische Ausstattung
- Komplette Werkstoff- und Bauteilherstellungstechnologie und Ausrüstung
- Kombinierter van der Paw/Hall/Seebeck-Messstand von Raumtemperatur bis 1000 °C
Beispiele/Referenzen
- Optimierter S-SiC-Werkstoff mit einer Wärmeleitfähigkeit < 15 W/mK und hoher elektrischer Leitfähigkeit
- p- und n- dotierte SiC-Werkstoff mit hoher elektrischer Leitfähigkeit
- CVD-Dünnschicht SiC-Elemente mit hohem Seebeck-Koeffizient