De kick-off meeting voor het door de EU gefinancierde project ‘Nanocarbons for versatile power supply modules’ (NanoCaTe) werd gehouden op 6 en 7 november 2013 in Dresden. In het samenwerkingsverband, dat door het Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS wordt gecoördineerd, werken vijf bedrijven, vier universiteiten en drie onderzoeksinstellingen uit vijf Europese landen aan de ontwikkeling van innovatieve koolstofmaterialen met nano structuur. Het project loopt gedurende vier jaar met een totaalbudget van € 5,5 miljoen, de EU stelt € 4 miljoen ter beschikking.
Een efficiënte thermo-elektrische generator en energie opslag zijn bruikbaar als universeel inzetbare en onderhoudsvrije energievoorziening. In combinatie met sensoren zouden deze dan voor energie autonome sensorsystemen voor bewaking (b.v. monitoring van de gezondheid) worden toegepast.
De ontwikkeling van dergelijke componenten is onderwerp van het multidisciplinaire project NanoCaTe. De materialen, (nano carbon), die daarvoor onderzocht moeten worden, zijn gebaseerd op koolstofsoorten met nano structuur zoals nanobuisjes en grafeen.
Met de juiste modificatie en combinatie zetten zij afvalwarmte om tot bruikbare elektrische energie. Bovendien kunnen deze materialen worden toegepast voor energie-opslag in dubbellaagse condensatoren of accumulatoren. Planning binnen het project is werkende toepassingen van energie autonome draadloze sensoren zoals de „energy harvester“ voor de verbetering van het rendement en het thermische beheersen van elektronische componenten.
Afvalwarmte
Afvalwarmte vormt het grootste gedeelte van de industriële energie verliezen. Door nuttig gebruik van het Seebeck-effect van een deel van deze warmte weer een bruikbare elektrische energie worden omgevormd. Het Seebeck-effect beschrijft opwekking van de spanning als gevolg van een temperatuurverschil in speciale materialen.
Apparaten van deze materialen, de zogenaamde thermo-elektrische generatoren, hebben geen bewegende delen en zijn zodoende onderhoudsvrij hebben een lange levensduur.
Efficiënte en goedkope materialen zijn de basis voor een milieuvriendelijke, flexibele gedrukte thermo-elektrisch generatoren en energie-opslag en daarom onderwerp van het nieuwe onderzoeksproject NanoCaTe. Composietmaterialen, die zijn gebaseerd op één-en tweedimensionaal gestructureerde koolstofmaterialen op nano schaal, worden in verband met hun thermo-elektrische eigenschappen onderzocht. Dezelfde materiaalgroep kan ook worden gebruikt voor het vergroten van de oppervlakte van elektroden voor energie-opslag.
De partners in het project zullen deze materialen toepassen voor het verhogen van de energie- en vermogensdichtheid van dubbellaagse condensatoren (Supercaps) en batterijen. Verder worden speciaal de geprinte componenten onderzocht voor energie-omvorming en -opslag, omdat hiermee eenvoudige verkleining mogelijk wordt en apparaten met een oppervlak van een paar vierkante centimeter kunnen worden ingebed.
Alternatief batterij
Het vervangen van de tot nog toe gebruikte batterijen door de combinatie van thermo-elektrische generator en energie-opslag voorkomt afval, verminderde kosten van onderhoud en verlengt de levensduur van de hiermee gevoede apparatuur.
Het project heeft als doel om de positie van Europa om het gebied van Thermo elektriciteit en energie-opslagtechniek te versterken en daarmee de milieuvriendelijke technologieën voor de energie conversie verder te verspreiden.
Webiste van het Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden
