Internationales Doktorandenprogramm unter Heidelberger Federführung

Ausbildung junger Wissenschaftler auf dem Gebiet der Materialwissenschaften - Fördermittel der Europäischen Union

Ein neues internationales Doktorandenprogramm auf dem Gebiet der Materialwissenschaften - die Federführung hat die Universität Heidelberg - erhält Fördermittel der Europäischen Union in Höhe von rund vier Millionen Euro. Im Mittelpunkt des Projekts steht die Entwicklung von organischen Materialien, die sich zur Umwandlung von ungenutzter Abwärme in Elektrizität eignen. Dazu werden 15 junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler forschen und an ihren Promotionsvorhaben arbeiten. Beteiligt an dem vierjährigen interdisziplinären Programm ,,Hybrid and ORgAnic ThermoElectricSystems" (HORATES) sind neben der Ruperto Carola Hochschulen, Forschungszentren und Unternehmen in Italien, Schweden, Spanien, den Niederlanden und Frankreich. Sprecher ist Martijn Kemerink vom Centre for Advanced Materials, dem materialwissenschaftlichen Forschungszentrum der Universität Heidelberg.

Künstlerische Darstellung eines organischen Thermogenerators, der Körperwärme nutzt, um ein autonomes elektronisches Gerät mit Strom zu versorgen.

Abwärme von technischen Geräten oder auch Wärme, die von Lebewesen ausgeht, ist eine allgegenwärtige Energiequelle und kann zur Gewinnung von Elektrizität genutzt werden. Eine mögliche Anwendung liegt in der Stromversorgung für kleine Sensoren. ,,Für die Umwandlung wollen wir einen Mechanismus nutzen, der als thermoelektrischer Effekt bezeichnet wird. Damit kann eine Temperaturdifferenz in elektrische Energie transformiert werden", erläutert Prof. Kemerink. Bislang werden für Umwandlung und Speicherung anorganische Materialien verwendet. Das internationale Doktorandenprogramm unter Leitung des Heidelberger Physikers wird sich auf die Entwicklung organischer Materialien konzentrieren, da sie aufgrund einer größeren mechanischen Flexibilität und einer geringen Wärmeleitfähigkeit potenziell leistungsfähiger sind als konventionelle anorganische Materialien.

Nach den Worten von Kemerink ist der derzeitige Stand der Technik in der organischen Thermoelektrik noch nicht weit genug für marktreife Anwendungen. ,,Für thermoelektrische Generatoren werden wir daher die neu entwickelten organischen Materialien auf ihre Eigenschaften und ihre Verarbeitung hin untersuchen und sie in Demonstratorbauteilen einsetzen." Die Doktorandinnen und Doktoranden werden dabei die gesamte Kette vom Moleküldesign und der chemischen Synthese bis hin zur Geräteentwicklung bearbeiten. Dazu gehört auch die theoretische Modellierung. Die strukturierte Ausbildung der insgesamt 15 Doktorandinnen und Doktoranden, von denen zwei an der Universität Heidelberg forschen werden, erfolgt im Rahmen eines ,,Innovative Training Network". Dabei werden Experten aus Wissenschaft und Praxis die jungen Wissenschaftler betreuen. Der Start der Arbeiten ist für Anfang 2021 geplant. Die Förderung erfolgt im Rahmen von ,,Horizont 2020", dem Forschungsund Innovationsförderprogramm der Europäischen Union.


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