Strom aus Wärme

Für die Entwicklung eines thermoelektrischen Generators aus umweltfreundlichem Material wurde Dr. Gabi Schierning mit dem Innovationspreis NRW 2014 in der Kategorie „Nachwuchs“ ausgezeichnet. Die 35-Jährige leitet am Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen eine Nachwuchsgruppe, die sich mit der Umwandlung von Wärme in elektrischen Strom befasst. Die Verleihung fand in der vergangenen Woche in Düsseldorf statt.

Preisträgerin Dr. Gabi Schierning Foto: www.wissenschaft.nrw.de

Preisträgerin Dr. Gabi Schierning
Foto: www.wissenschaft.nrw.de

In Zusammenarbeit mit anderen Wissenschaftlern der Universität entwickelte ihr Team einen thermoelektrischen Generator, der aus nanostrukturiertem Silizium besteht. Thermoelektrische Generatoren? Wer nicht vom Fach ist, benötigt an dieser Stelle eine Erklärung. Thermogeneratoren können Wärmeunterschiede direkt in nutzbare elektrische Energie umwandeln und dadurch Strom aus Wärme erzeugen. Diese Idee ist nicht neu, aber bisweilen sind dafür Materialien im Einsatz, die entweder selten und damit teuer oder umweltschädlich sind. Dr. Gabi Schierning hingegen baut auf Silizium. Das ist das zweithäufigste Element der Erdkruste und gesundheitlich unbedenklich.

Hindernisparcours für Strom

Damit Silizium für die Thermoelektrik geeignet ist, muss es nanostrukturiert sein. Unter einem Elektronenmikroskop ist zu erkennen, dass Siliziumpartikel an ihren Enden zusammenkleben.Nur in dieser Form kann Silizium als Stromleiter dienen, da elektrischer Strom extrem gut geleitet wird. Wärmestrom hingegen wird kaum geleitet. Das ist jedoch wichtig, damit der ausschlaggebende Temperaturunterschied möglichst lange erhalten bleibt. Denn ohne die Temperaturdifferenz gibt es keinen Strom. „Die Kunst ist es, einen Hindernisparcours für den Wärmestrom zu bauen, aber gleichzeitig die elektrische Leitfähigkeit möglichst wenig zu beeinflussen“, erklärt Schierning ihre Idee in einer Pressemitteilung der Universität.

Ihre konzipierten Generatoren sind für hohe Temperaturen geeignet, möglich wäre es also, sie in der chemischen Industrie einzusetzen, oder sie direkt am Abgasstrang des Dieselmotors beim PKW anzubringen. Hier könnte der recycelte Strom direkt in die Bordcomputer gespeist werden, um die immer aufwändigere Technik zu unterstützen. Das würde Benzin sparen und sich schonend auf den Geldbeutel der Autofahrer auswirken.

Die Wissenschaftlerin hofft, dass ihre Technologie in rund zehn Jahren auf dem Markt angekommen ist. „Bis dahin arbeiten wir weiter daran, die Effizienz der Generatoren noch zu steigern.“ Und auch das nächste Ziel hat Schierning schon ins Auge gefasst: Thermoelektrische Generatoren, die keinen direkten Kontakt zum heißen Material brauchen, sondern mit Strahlungswärme funktionieren.

Preis zum sechsten Mal verliehen

Der Innovationspreis des Landes Nordrhein-Westfalen wurde bereits zum sechsten Mal vom Wissenschaftsministerium vergeben. In der Düsseldorfer Kunstsammlung K 21 fand am 10. März die Festveranstaltung zu Ehren der Preisträgerinnen und Preisträger des Jahres 2014 statt. Rund 500 Gäste aus Wissenschaft, Politik und Gesellschaft waren geladen. Der Innovationspreis des Landes Nordrhein-Westfalen wird in insgesamt drei Kategorien vergeben.

Neben der Nanowissenschaftlerin Dr. Gabi Schierning von der Universität Duisburg-Essen als beste Nachwuchswissenschaftlerin ging der Ehrenpreis in diesem Jahr an den Bielefelder Konflikt- und Gewaltforscher Prof. Wilhelm Heitmeyer. Materialforscher Prof. Christian Hopmann von der RWTH Aachen wurde für die beste Innovation geehrt.

50.000 Euro Preisgeld

NRW-Ministerpräsidentin Hannelore Kraft hielt die Festrede des Abends: „Forschung und Innovationen sind Lebenselixiere für Nordrhein-Westfalen. Der Innovationspreis ist Ehrung und Wertschätzung für die besten Köpfe in Wissenschaft und Forschung.“ So ihre Einleitung, die aus der offiziellen Pressemitteilung hervorging. Der Innovationspreis des Landes NRW gehört zu den bedeutendsten deutschen Forschungspreisen und ist mit insgesamt 150.000 Euro dotiert. Die Preisträgerinnen und Preisträger wurden bereits zuvor von einer Jury unter dem Vorsitz des Präsidenten der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften, Prof. Henning Kagermann, ausgewählt. Die Auswahl des Ehrenpreisträgers nahm Wissenschaftsministerin Svenja Schulze vor.

Und wofür möchte Dr. Gabi Schierning ihr Preisgeld nutzen? „Vielleicht für Forschungsreisen oder neue Geräte – ich weiß es noch nicht“, antwortet sie. Geld zur freien Verfügung ist in der Wissenschaft eher selten, da es meist strikt zweckgebunden ist. Wichtiger als das Preisgeld sei für die Preisträgerin jedoch das Renommee, das mit dieser Auszeichnung einher gehe.

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