Simultane Bestimmung von Seebeck-Koeffizient und elektrischer Leitfähigkeit

Die Optimierung der Energieeffizienz ist eine wichtige Aufgabe im 21. Jahrhundert. In vielen industriellen Bereichen (Schmelzöfen, Trocknungsanlagen, Verbrennungsanlagen, Kraftwerke usw.) bleibt eine große Menge Wärmeenergie ungenutzt. Abwärme fällt auch in anderen Bereichen an -  vom Automobil bis hin zum täglichen Leben.

Die Nutzung dieser Abwärme zur Umwandlung in elektrischen Strom ist eine der wichtigen Aufgaben im Bereich der Thermoelektrik. Derartige Anwendungen werden mit Thermoelektrischen Generatoren realisiert, deren Wirkungsgrad maßgeblich von der Güte des thermoelektrischen Materials abhängt. 

Für die Entwicklung geeigneter Materialien ist die Kenntnis der thermophysikalischen Eigenschaften unerlässlich, welche die Effizienz (ZT-Wert, Figure of Merit) der Materialien beschreibt mit:

S = Seebeck-Koeffizient oder Thermospannung des Materials [µV/K]
σ = elektrische Leitfähigkeit des Materials [S/cm]
λ= gesamte Wärmeleitfähigkeit des Materials [W/(m•K)]
T = absolute Temperatur

Ein geeignetes thermoelektrisches Material sollte somit eine hohe elektrische Leitfähigkeit, einen großen Seebeck-Koeffizienten und eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Inwieweit in Zukunft Thermoelektrische Generatoren eingesetzt werden könnten, steht und fällt mit der Materialgüte.

NETZSCH bietet ab sofort das Messgerät SBA 458 Nemesis® an, mit dem der Seebeck-Koeffizient und die elektrische Leitfähigkeit simultan gemessen werden können.

Für die Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit bietet NETZSCH ebenfalls Geräte an. Somit liefert NETZSCH eine Komplettlösung zur Bestimmung des ZT-Wertes.

SBA 458 Nemesis®

Thermoelektrische Materialien sollten hohe Arbeitstemperaturen und eine optimierte Effizienz aufweisen. Die relative Leistungsfähigkeit wird durch den ZT-Wert beschrieben, wodurch die Bedeutung des Seebeck-Koeffizienten in Bezug auf die Leistungsfähigkeit deutlich wird. Die SBA 458 458 Nemesis erlaubt die simultane Messung des Seebeck-Koeffizienten und der elektrischen Leitfähigkeit unter identischen Bedingungen.