Projekt STARTREC

Im Zusammenhang mit der Energiewende steigt das Interesse an thermoelektrischen Generatoren (TEG), da sie in der Lage sind, erneuerbare Wärmequellen oder Abwärme mit sehr geringen Auswirkungen zu nutzen. Bislang war die breite Anwendbarkeit von TE-Geräten durch ihren geringen Umwandlungswirkungsgrad von typischerweise höchstens 5 % auf Systemebene begrenzt. STARTREC wird eine neue Generation von TEG entwickeln und evaluieren, die auf der optimalen Kombination von nanostrukturierten thermoelektrischen Si₈₅Ge₁₅-Materialien mit innovativen, durch Simulation entworfenen Bauteilarchitekturen beruht:

1. Drei verschiedene Materialverarbeitungsrouten, bei denen die Nanostrukturierung zur Steigerung der Materialleistung eingesetzt wird: Additive Fertigung (AM); Nanostrukturiertes Schnellgießen (Nano-RC); Optimiertes Schnellgießen (O-RC)
2. Innovative Bauelementarchitekturen, wie komplexe Formen und Kaskadenarchitekturen, die sowohl ihre Leistung als auch ihre optimalen Temperaturbereiche erheblich verbessern und damit ihre Effizienz und ihr Potenzial für breitere Anwendungen erhöhen können.

STARTREC zielt auf eine Verdoppelung der TEG-Wirkungsgrade auf bis zu 10 % auf Systemebene (15 % auf Geräteebene) ab. Es wird ihre hohe Leistungsfähigkeit in relevanten Umgebungen bei TRL5 für drei verschiedene und sich ergänzende Anwendungsfälle mit großer Auswirkung (Industrie, Haushalt und Raumfahrt) demonstrieren. Die technischen Arbeiten werden durch spezielle Lebenszyklusstudien ergänzt, um wirtschaftliche und ökologische Fragen für diese TEGs zu behandeln. Eine starke Verbreitungs- und Verwertungsstrategie und neuartige zirkuläre Geschäftsmodelle werden es der entwickelten Lösung ermöglichen, neue Anwendungsmöglichkeiten in anderen Sektoren zu eröffnen. Mit TEGs, die von führenden europäischen Industrieunternehmen produziert und vermarktet werden und die strategische Autonomie der EU im Bereich der Technologien für erneuerbare Energien stärken, verfügt STARTREC über eine vollständige Wertschöpfungskette mit zwei RTOs, zwei Universitäten, einem technologischen KMU und drei industriellen Endnutzern. STARTREC wird einen weltweiten TEG-Markt bedienen, der im Jahr 2020 einen Wert von 472,5 Mio. USD hat und bis 2030 voraussichtlich 1443,3 Mio. USD erreichen wird.