In dieser Arbeit werden bislang vernachlässigte Hindernisse aus den Bereichen der Herstellung und Charakterisierung von thermoelektrischen (TE)-Materialien sowie der Industrieapplikation von TEGs ausgearbeitet und Lösungen vorgestellt.Im Bereich der Materialherstellung wird ein massenproduktionstauglicher Sinterprozess für TE-Materialien entwickelt. Dazu wird das Basispulver in einer Mühle vorbehandelt, kaltverpresst und an-schließend, im Gegensatz zur aktuellen Thermoelektrik-Forschung, drucklos gesintert. Durch den Einsatz eines speziellen Prozessgases und eines neu entwickelten Aufbaus können Eisendisilizid, Siliziumgermanium und Magnesiumsilizid erfolgreich hergestellt werden. Durch Anpassung der Sin-tertemperatur und der Sinteratmosphäre, werden dabei sehr hohe relative Dichten von 95-97 % er-reicht.Um die auf dieser Basis hergestellten TEGs auf ihre Funktionstüchtigkeit zu testen, wird ein Mess-stand zur Leistungsanalyse entwickelt, der Ausgangsströme und -spannungen in Abhängigkeit von der Temperatur und des Lastwiderstands bestimmt. Darüber hinaus wird ein Konzept zur vollständigen TE-Materialcharakterisierung entwickelt, um die notwendigen Parameter simultan in einem Messdurchgang zu bestimmen, was mithilfe kommerzieller Systeme bislang nicht möglich ist. Zur Demonstration des Potenzials von thermoelektrischen Generatoren wird ein modular aufgebauter Prototyp entwickelt, in den kommerzielle TEGs integriert werden und der die flexible Applikation in bestehende Industrieprozesse ermöglicht. Die Prototypen ermöglichen es, Abwärme aus Strahlung, Abgasen und von heißen Oberflächen in elektrische Energie umzuwandeln und werden in verschie-denen Labortests und bei der Benteler AG in einer Industrieapplikation erfolgreich eingesetzt. ; In this thesis often uncared obstacles in the field of manufacturing and characterization of thermoelectric (TE)-materials as well as the industry application of TEGs are mentioned and solutions are presented.For the material manufacturing a mass producible sintering process for ...
Thermoelektrische Generatoren: Herstellungsprozess, Materialcharakterisierung und Industrieapplikation ; Thermoelectric Generators: manufacturing process, material characterization and industry application
01.01.2018
system:CT004002030
Hochschulschrift
Elektronische Ressource
Deutsch , Englisch
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