Die vom Automotor produzierte Wärme muss künftig vielleicht nicht mehr ungenutzt verpuffen. Amerikanische Forscher haben ein Material entwickelt, mit dem Wärmeenergie effektiver in elektrischen Strom umgewandelt werden kann als je zuvor. Die gewonnene Elektrizität könnte sogar den gesamten Strombedarf eines Autos decken, hoffen Mercouri Kanatzidis von der Staatsuniversität Michigan in East Lansing und seine Kollegen. Das berichtet das britische Wissenschaftsmagazin New Scientist (Ausgabe vom 4. September, S. 34).
Die Idee, mit einer Temperaturdifferenz elektrische Energie zu gewinnen, ist nicht neu. Bisherige Verfahren zur Nutzung thermoelektrischer Energie waren jedoch sehr ineffektiv. Das Problem besteht darin, dass herkömmliche stromleitende Materialien auch Hitze weiterleiten. Dadurch schwindet der Temperaturunterschied und es kann kein Strom mehr erzeugt werden.
Spezielle so genannte thermoelektrische Materialien leiten zwar Elektronen, also Strom, haben jedoch eine deutlich geringere Wärmeleitfähigkeit. Das von Kanatzidis und seinem Team entwickelte Material aus Antimon, Blei, Silber und Tellur setzt bei einer Temperaturdifferenz von 600 Grad Celsius etwa 18 Prozent der Wärmeenergie in Elektrizität um. Das sei eine hervorragende Quote, sagt Kanatzidis.
Im Gegensatz zu herkömmlichen thermoelektrischen Materialien, die in einem komplexen Sandwichverfahren zusammengesetzt werden, ist das von Kanatzidis und seinen Kollegen entwickelte Gemisch zudem leicht herzustellen. In der Legierung bilden Silber und Antimon winzige Inseln in einem Meer, das hauptsächlich aus Blei und Tellur besteht. An diesen Nanostrukturen werden die für die Wärmeleitung zuständigen Phononen gestreut, Elektronen jedoch nicht, vermuten die Forscher. Thermoelektrische Materialien können in vielen Bereichen Anwendung finden. So ließen sich etwa Temperaturdifferenzen in Schiffsturbinen oder Kraftwerken für die Stromgewinnung nutzen.
ddp/bdw ? Cornelia Dick-Pfaff
