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Vortrag

Energierückgewinnung aus geringsten Temperaturdifferenzen mittels Formgedächtnislegierungen

Wednesday (22.05.2019)
17:20 - 17:40 Uhr
Bestandteil von:


Aus lauwarmem Abwasser noch elektrische oder mechanische Energie gewinnen? Abwärme von Heizungen, Kühlschränken oder Kraftwerken zur Stromerzeugung oder zum Pumpenbetrieb nutzen? Wärme ist in vielen Prozessen in Industrie, Gewerbe und Haushalten oftmals ein ungenutztes Abfallprodukt. Vor allem dann, wenn das Temperaturniveau niedrig und damit ein weiterer Einsatzzweck nicht mehr gegeben ist. Genau hier sollen Antriebe auf der Basis der Formgedächtnistechnik weiterhelfen. Formgedächtnisaktoren gehören zur Gruppe der Smart Materials und wandeln thermische in mechanische Energie um. Die Basis für den thermischen Formgedächtniseffekt bildet die Umwandlung von Martensit in Austenit. Durch die Nutzung einer besonderen Zwischenphase, der sogenannten R-Phase, kann zudem ein geringer Temperaturunterschied genutzt werden, um Bewegungen zu erzeugen. Realisiert wird dies durch die sehr niedrige Umwandlungshysterese von gerade mal 1K. Angestrebt ist die Nutzung von Temperaturunterschieden von weniger als 15K in Temperaturbereichen zwischen -20°C und + 100°C. Zwei grundlegend verschiedene Thermogeneratoren werden dazu in diesem Beitrag beschrieben. Das erste Konzept bildet einen Thermogenerator auf der Basis von R-Phasen FGL für die energieautarke Umwälzung von Wasser in Heizungskreisläufen. Weiterhin wird ein Konzept vorgestellt, das auf der Basis eines Ungleichgewichtsmotors eine kontinuierliche Drehbewegung generiert. Diese soll zum energieautarken Betrieb eines Rotationswärmetauschers verwendet werden. Beide Konzepte besitzen die Besonderheit, dass die generierte mechanische Energie direkt genutzt wird. Damit sind diese Konzepte besonders effizient, da die verlustbehaftete Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie entfällt. Neben der Konzeption und Entwicklung des Thermogenerators wird in diesem Beitrag auch detailliert auf die besonderen Charakteristika, die Herstellung und den Test der R-Phasen-Aktoren eingegangen.

Sprecher/Referent:
Dr.-Ing. Sven Langbein
Forschungsgemeinschaft Werkzeuge und Werkstoff e.V. (FGW)
Weitere Autoren/Referenten:
  • Simon Horn
    Forschungsgemeinschaft Werkzeuge und Werkstoff e.V. (FGW)