Til hovedinnhold

Termoelektriske materialer til sensorer, kjøling og utnyttelse av spillvarme

Termoelektriske materialer til sensorer, kjøling og utnyttelse av spillvarme

SINTEF tilbyr helhetlig kunnskap termoelektriske materialer, moduler og systemer til bruk for anvendelser som sensorer, til kjøling og oppvarming fra mikroskala og oppover, og til konvertering av varme til elektrisitet.

Våre tjenester og kunder:
Vi har lang erfaring med grunnleggende og anvendte studier av termoelektriske materialer og systemer. Vi bidrar til å utvikle nye materialsystemer for å dekke behov i industri og gjennom offentlig finansierte prosjekter for utvikling av nye generasjoner termoelektriske generatorer og moduler. Vi arbeider tett sammen med andre institutter, universiteter og industri i inn- og utland.

Vi arbeider innen disse områdene:

  • Karakterisering av morfologi og struktur med avansert mikroskopi og spektroskopi.
  • Måling av termoelektriske egenskaper.
  • Modellering av termoelektriske egenskaper med grunnleggende metoder på atomært nivå.
  • Modellering av termoelektrisk ytelse ved høyere skala med metoder med og uten romlig oppløsning.
  • Prosessering og behandling av materialer for nanostrukturering, metallisering, påføring av beskyttelseslag osv.
  • Vurdering av hvilke materialer og systemer som er best egnet til en bestemt anvendelse.
  • Utvikling av nye konsepter for bruk i neste generasjons termoelektriske materialer
  • Testing av pålitelighet og bestandighet ved varmebehandling og mekanisk testing på material og modulnivå.

Metode:
Vi arbeider tverrfaglig med fysikk, kjemi og materialvitenskap som vår basiskompetanse. Vi samarbeider med miljøer med kompetanse innen systemanalyse, toksikologi og samfunnsvitenskap i prosjekter hvor det er naturlig. Under utvikling av materialer har vi en tett kobling mellom forskjellige typer teoretisk og eksperimentell kompetanse for å akselerere forløpet. Forskjellige karakteriseringsteknikker brukes jevnlig for å identifisere svakheter og utviklingsmuligheter ved eksisterende systemer.

Dette er en prinsippskisse av hvordan et termoelektrisk materiale fungerer. De gule og grønne klossene er materialene som gjør jobben, og som SINTEF utvikler. Når den ene siden varmes opp, lages det en elektrisk strøm som kan hentes ut fra de grå metallene.

Typiske oppdrag for oss er:

  • Utvikling av nye termoelektriske materialer og systemer i samarbeid med nasjonale og internasjonale aktører.
  • Teoretiske studier av potensialet til et termoelektrisk materiale og system.
  • Karakterisering av termoelektriske systemer og moduler før og etter testing.
  • Testing av stabilitet og holdbarhet.
  • Formidling av kunnskapsgrunnlag og beslutningsrelevant informasjon til aktører på ulike nivå (myndigheter, næring og lokale aktører).
til venstre: Skutteruditter er en gruppe svært lovende materialer for neste generasjon termoelektriske moduler og generatorer. Bildet viser krystallstrukturen til skutteruditt basert på atomskalamodellering utført ved SINTEF. Til høyre: Sinkantimonider er en annen klasse materialer som kanskje kan finnes i fremtidige termoelektriske anvendelser. Bilder viser krystallstrukturen til sinkantimonid basert på atomskalamodellering utført ved SINTEF.