Thermoelektrische Materialien

Die Physikerin Maria Ibáñez verfolgt ein ehrgeiziges Ziel: Sie will am IST Austria neue thermoelektrische Materialien finden oder entwickeln, die elektrischen Strom aus Temperaturunterschieden effizienter erzeugen als bestehende. Anwendung finden könnte die Technik zum Beispiel in Generatoren und Kühlgeräten.

Die Thermoelektrizität ist ein altbekanntes physikalisches Phänomen. Das Prinzip, entdeckt vor 200 Jahren vom deutschen Physiker Thomas Seebeck, ist einfach: Ist die eine Seite eines Materials warm und die andere kalt, wandern Elektronen von der warmen zur kälteren Seite. Es entsteht eine elektrische Spannung, also Strom. Der Prozess ist allerdings äusserst ineffizient: Mit bisher verwendeten Materialien lässt sich auf diese Weise nur sehr wenig Strom gewinnen.

Die Physikerin Maria Ibáñez möchte das ändern. Am «Werner Siemens-Zentrum zur Erforschung thermoelektrischer Materialien» am Institute of Science and Technology Austria (IST Austria) in Klosterneuburg bei Wien tüftelt sie mit ihrem Team an neuen, effizienteren thermoelektrischen Materialien. Dazu stellt sie Materialien mit genau definierten Nanostrukturen her, um ihnen gewünschte Eigenschaften zu verleihen. Ein thermoelektrisches Material muss gleichzeitig Strom gut leiten und Wärme schlecht, da sein Funktionieren ja auf Temperaturunterschieden beruht.

Viel verspricht sich Ibáñez von einer Hochdurchsatz-Infrastruktur für ihr neues Labor, das momentan entsteht. Damit wird ihr Team viele Materialien gleichzeitig in mehrere Richtungen weiterentwickeln und analysieren können – und so noch schneller als bisher Fortschritte machen. Hat ihr Unterfangen Erfolg, ist der Weg frei für eine regelrechte Revolution der Stromproduktion. Ob in Motoren, Kühlschränken, Wasserleitungen oder am menschlichen Körper – überall, wo Temperaturunterschiede bestehen, liesse sich im Alltag Energie gewinnen.