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Forschende des Institute of Science and Technology Austria (ISTA) haben eine bahnbrechende Methode entwickelt, um thermoelektrische Materialien mit einem 3D-Drucker herzustellen. Diese Innovation senkt nicht nur die Produktionskosten, sondern verbessert auch die Leistung und eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten in der Kühltechnik.
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Thermoelektrische Kühler neu definiert
Thermoelektrische Kühler, auch bekannt als Festkörperkühlschränke, nutzen elektrischen Strom, um Wärme von einer Seite des Geräts zur anderen zu transportieren. Ihre lange Lebensdauer, Unempfindlichkeit gegenüber Lecks, Anpassbarkeit in Größe und Form sowie der Verzicht auf bewegliche Teile machen sie ideal für verschiedenste Kühlanwendungen. Bisher war die Herstellung jedoch kostspielig und verschwenderisch.
Effizienter 3D-Druck für Kühlmaterialien
Das Team um Maria Ibáñez am ISTA hat nun ein Verfahren entwickelt, bei dem Hochleistungs-Thermoelektrika aus dem 3D-Drucker entstehen. „Unsere innovative Integration des 3D-Drucks in die Herstellung thermoelektrischer Kühler verbessert die Produktionseffizienz erheblich und senkt die Kosten“, erklärt Shengduo Xu, Erstautor der Studie. Im Gegensatz zu früheren Versuchen erzielt die neue Methode zudem eine deutlich höhere Materialleistung.
Materialersparnis und verbesserte Leistung
Die 3D-Drucktechnik ermöglicht es, die benötigte Form der thermoelektrischen Materialien exakt zu drucken. Dies reduziert den Materialverbrauch und den Energieaufwand erheblich. Zudem erreichen die gedruckten Materialien eine Netto-Kühlwirkung von 50 Grad Celsius in der Luft. Damit sind sie vergleichbar mit deutlich teureren, konventionell hergestellten Materialien.
Breites Anwendungsspektrum in Aussicht
Thermoelektrische Kühler könnten künftig nicht nur in elektronischen Geräten und Wearables eingesetzt werden, sondern auch in medizinischen Anwendungen wie der Behandlung von Verbrennungen oder Muskelverspannungen. Ferner kann die entwickelte Tintenformulierung auch für andere Materialien verwendet werden, um Hochtemperatur-Thermoelektrogeneratoren herzustellen, die aus Temperaturunterschieden elektrische Spannung erzeugen können.
Die Entwicklung des ISTA-Teams stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Kühltechnik dar. Der 3D-Druck ermöglicht eine kostengünstigere, effizientere und nachhaltigere Herstellung von thermoelektrischen Materialien. Dies eröffnet neue Perspektiven für eine Vielzahl von Anwendungen in verschiedenen Branchen.
Welche weiteren Anwendungsmöglichkeiten sehen Sie für diese 3D-gedruckten thermoelektrischen Materialien, und wie könnten sie unseren Alltag verändern? Teilen Sie Ihre Ideen!
Basierend auf Inhalten von www.sciencedaily.com und eigener Recherche.
