Cristin-prosjekt-ID: 435568
Sist endret: 15. juli 2015 19:30
Cristin-prosjekt-ID: 435568
Sist endret: 15. juli 2015 19:30
Prosjekt

THELMA -Thermoelectric materials: nanostructuring for improving the energy efficiency of thermoelectric generators and heat-pumps

prosjektleder

Clas Persson
ved Strukturfysikk ved Universitetet i Oslo

prosjekteier / koordinerende forskningsansvarlig enhet

  • Universitetet i Oslo

Finansiering

  • TotalbudsjettNOK 39.464.000
  • Norges forskningsråd

    • Prosjektkode: 228854

Klassifisering

Vitenskapsdisipliner

Fysikk • Materialteknologi • Nanoteknologi • Funksjonelle materialer • Kondenserte fasers fysikk • Kjemi

Emneord

materialfysikk • Energi • Termoelektrisitet • Bærekraftig energi

Kategorier

Prosjektkategori

  • Anvendt forskning
  • Bidragsprosjekt
  • Grunnforskning

Kontaktinformasjon

Tidsramme

Avsluttet
Start: 1. oktober 2013 Slutt: 31. desember 2017

Beskrivelse Beskrivelse

Tittel

THELMA -Thermoelectric materials: nanostructuring for improving the energy efficiency of thermoelectric generators and heat-pumps

Vitenskapelig sammendrag

Thermoelectric modules convert heat to electricity, or vice versa. This fundamental physical property avoids the use of mechanical parts or working fluids and is thus an excellent alternative to convert solar and waste heat into electricity, as well as for efficient, environmentally friendly and low maintenance cooling systems, and heat-pumps. A thermoelectric module can operate over a broad temperature range, from sub-room temperature to 1200 K. With its low maintenance, scalability, portability, low-noise operation they provide a viable alternative to tackle the demand for alternative energy solutions and offer unmatched flexibility for local temperature control needed to advance future technology developments. The thermoelectric module is composed of thermoelectric materials, which determine the conversion efficiency. To realize large scale application of thermoelectric modules, it is necessary to improve the efficiency, reduce degradation and lower the processing cost of the materials. Furthermore, it is necessary to develop new materials where toxic elements are abandoned for abundant non-toxic alternatives. The project “Thermoelectric materials: nanostructuring for improving the energy efficiency of thermoelectric generators and heat-pumps” (THELMA) brings together research groups from the universities of Oslo (Dept of Physics and Dept of Chemistry), Trondheim, Agder, and Stavanger, as well from the Norwegian research institutes SINTEF, IFE, and FFI. THELMA is a nationally coordinated project within the NANO2021 program, funded by The Research Council of Norway. The main objective of THELMA is to advance thermoelectric technology towards commercial maturity, and by that developing novel heat pump technology as well as a versatile tool for heat recovery and exploitation. This will be accomplished by combining synthesis and material characterization, thorough performance measurements, and fundamental theoretical analyses and computations of the material properties. The national and international partners within THELMA will focus on four challenging topics: improving conversion efficiency, reducing environmental impact, aiding commercialization and obstructing material degradation over time. This covers all current critical scientific aspects in the field of modern thermoelectrics, ranging from basic research to industrial realization.

Tittel

THELMA - termoelektriske materialer: Nanostrukturering for å øke energieffektiviteten til termoelektriske generatorer og varmepumper.

Sammendrag

Termoelektriske moduler konvertere varme til elektrisitet, eller omvendt. Denne grunnleggende fysiske egenskapen unngår bruk av mekaniske deler eller arbeidende væsker og er dermed et utmerket alternativ til å konvertere solenergi og spillvarme til elektrisitet, samt for effektive, miljøvennlige og vedlikeholdsfrie kjølesystemer, og varme-pumper. En termoelektrisk modul kan operere over et bredt temperaturområde, fra under romtemperatur til 1200 K. Med sitt lave vedlikehold, skalerbarhet, mobilitet, lav støy representerer de et glimrende alternativ for å takle etterspørselen etter alternative energiløsninger og tilbyr uovertruffen fleksibilitet for lokal temperaturkontroll for å fremme fremtidig teknologiutvikling. Den termoelektriske modul består av termoelektriske materialer som bestemmer effektiviteten. For å realisere stor skala anvendelser av termoelektriske moduler, er det nødvendig å forbedre effektiviteten, redusere degradering og redusere kostnaden rundt preparering av materialet. Videre er det nødvendig å utvikle nye materialer hvor miljøskadelige grunnstoffer erstattes med lett tilgjengelige miljøvennlige grunnstoffer. Prosjektet "Thermoelectric materials: nanostructuring for improving the energy efficiency of thermoelectric generators and heat-pumps " (THELMA) bringer sammen forskningsgrupper fra universitetene i Oslo (Fysisk og Kjemi), Trondheim, Agder og Stavanger, samt fra de norske forskningsinstituttene SINTEF, IFE, og FFI. THELMA er et nasjonalt koordinert prosjekt innen NANO2021 program, finansiert av Norges forskningsråd Norge over fire år. Hovedmålet med THELMA er å fremme kommersiell modning av termoelektriske teknologi, og utvikling av ny varmepumpe-teknologi samt et allsidig verktøy for varmegjenvinning og utnyttelse. Dette skal oppnås ved å kombinere syntese og material karakterisering, grundige eksperimenter , og grunnleggende teoretiske analyser og beregninger av materialegenskaper. De nasjonale og internasjonale partnere innen THELMA vil fokusere på fire utfordrende temaer: forbedre konverteringseffektiviteten, redusere miljøpåvirkningen, stimulere til kommersialisering og hindrer material degradering over tid. Dette dekker de kritiske vitenskapelige aspekter innen moderne termoelektronikk, alt fra grunnforskning til industriell realisering.

Populærvitenskapelig sammendrag

Hovedmålet med THELMA er å fremme kommersiell modning av termoelektrisk teknologi, og å utvikle ny varmepumpe-teknologi samt et allsidig verktøy for varmegjenvinning og utnyttelse.

Dette skal oppnås ved å kombinere syntese og materialkarakterisering, eksperimenter og grunnleggende teoretiske analyser og beregninger av materialegenskaper.

Partnerne i THELMA vil fokusere på fire utfordrende temaer:

  • forbedre konverteringseffektiviteten
  • redusere miljøpåvirkningen
  • stimulere til kommersialisering og
  • hindre materialdegradering over tid.

Dette dekker de kritiske vitenskapelige aspekter innen moderne termoelektronikk, alt fra grunnforskning til industriell realisering.

 

Termoelektriske moduler konverterer varme til elektrisitet, eller omvendt.

Denne grunnleggende fysiske egenskapen unngår bruk av mekaniske deler eller arbeidende væsker og er dermed et utmerket alternativ for å konvertere solenergi og spillvarme til elektrisitet, samt for effektive, miljøvennlige og vedlikeholdsfrie kjølesystemer og varmepumper.

En termoelektrisk modul kan operere over et bredt temperaturområde, fra under romtemperatur til 1200 K. Med sitt lave vedlikehold, skalerbarhet, mobilitet, lav støy  representerer de et glimrende alternativ for å takle etterspørselen etter alternative energiløsninger og tilbyr uovertruffen fleksibilitet for lokal temperaturkontroll for å fremme fremtidig teknologiutvikling.

Den termoelektriske modul består av termoelektriske materialer som bestemmer effektiviteten. For å realisere storskala anvendelser av termoelektriske moduler er det nødvendig å forbedre effektiviteten, redusere degradering og redusere kostnaden rundt preparering av materialet. Videre er det nødvendig å utvikle nye materialer hvor  miljøskadelige grunnstoffer erstattes med lett tilgjengelige, miljøvennlige grunnstoffer.

Vitenskapelig sammendrag

Termoelektriske moduler konvertere varme til elektrisitet, eller omvendt. Denne grunnleggende fysiske egenskapen unngår bruk av mekaniske deler eller arbeidende væsker og er dermed et utmerket alternativ til å konvertere solenergi og spillvarme til elektrisitet, samt for effektive, miljøvennlige og vedlikeholdsfrie kjølesystemer, og varme-pumper. En termoelektrisk modul kan operere over et bredt temperaturområde, fra under romtemperatur til 1200 K. Med sitt lave vedlikehold, skalerbarhet, mobilitet, lav støy representerer de et glimrende alternativ for å takle etterspørselen etter alternative energiløsninger og tilbyr uovertruffen fleksibilitet for lokal temperaturkontroll for å fremme fremtidig teknologiutvikling. Den termoelektriske modul består av termoelektriske materialer som bestemmer effektiviteten. For å realisere stor skala anvendelser av termoelektriske moduler, er det nødvendig å forbedre effektiviteten, redusere degradering og redusere kostnaden rundt preparering av materialet. Videre er det nødvendig å utvikle nye materialer hvor miljøskadelige grunnstoffer erstattes med lett tilgjengelige miljøvennlige grunnstoffer. Prosjektet "Thermoelectric materials: nanostructuring for improving the energy efficiency of thermoelectric generators and heat-pumps " (THELMA) bringer sammen forskningsgrupper fra universitetene i Oslo (Fysisk og Kjemi), Trondheim, Agder og Stavanger, samt fra de norske forskningsinstituttene SINTEF, IFE, og FFI. THELMA er et nasjonalt koordinert prosjekt innen NANO2021 program, finansiert av Norges forskningsråd Norge over fire år. Hovedmålet med THELMA er å fremme kommersiell modning av termoelektriske teknologi, og utvikling av ny varmepumpe-teknologi samt et allsidig verktøy for varmegjenvinning og utnyttelse. Dette skal oppnås ved å kombinere syntese og material karakterisering, grundige eksperimenter , og grunnleggende teoretiske analyser og beregninger av materialegenskaper. De nasjonale og internasjonale partnere innen THELMA vil fokusere på fire utfordrende temaer: forbedre konverteringseffektiviteten, redusere miljøpåvirkningen, stimulere til kommersialisering og hindrer material degradering over tid. Dette dekker de kritiske vitenskapelige aspekter innen moderne termoelektronikk, alt fra grunnforskning til industriell realisering.

prosjektdeltakere

prosjektleder

Clas Persson

  • Tilknyttet:
    Prosjektleder
    ved Strukturfysikk ved Universitetet i Oslo

Randi Haakenaasen

  • Tilknyttet:
    Prosjektdeltaker
    ved Halvlederfysikk ved Universitetet i Oslo
  • Tilknyttet:
    Prosjektdeltaker
    ved Forsvarssystemer ved Forsvarets forskningsinstitutt

Peter Hugh Middleton

  • Tilknyttet:
    Prosjektdeltaker
    ved Institutt for ingeniørvitenskap ved Universitetet i Agder

Vidar Hansen

  • Tilknyttet:
    Prosjektdeltaker
    ved Strukturfysikk ved Universitetet i Oslo
  • Tilknyttet:
    Prosjektdeltaker
    ved Institutt for maskin, bygg og materialteknologi ved Universitetet i Stavanger

Kjell Wiik

  • Tilknyttet:
    Prosjektdeltaker
    ved Institutt for materialteknologi ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet
1 - 5 av 10 | Neste | Siste »

Resultater Resultater

Enhancement of the thermoelectric properties in nanostructured half-Heusler alloys.

Echevarria-Bonet, Cristina; Tofan, Raluca; Schrade, Matthias; Gunnæs, Anette Eleonora; Persson, Clas; Sørby, Magnus Helgerud; Hauback, Bjørn. 2015, 34th Annual Int. Conf. Thermoelectrics, 13th Eur. Conf. on Thermoelectrics. IFE, UIOVitenskapelig foredrag

The role of the exchange account in density functional theory calculations of thermoelectric properties.

Berland, Kristian; Persson, Clas. 2015, Advanced thermoelectrics at nanoscale: from materials to devices. UIO, KThVitenskapelig foredrag

Termoelektrisitet kan lage strøm fra spillvarme.

Løvvik, Ole Martin. 2015, SINTEF, UIOProgramdeltagelse

Calculating transport properties from first principles: thermoelectric materials as a playground.

Løvvik, Ole Martin; Flage-Larsen, Espen. 2014, Invited talk at the Norsk Kjemisk Selskap Landsmøte. SINTEF, UIOVitenskapelig foredrag

Energy filtering as a way to reduce thermal transport in nanoscale materials.

Løvvik, Ole Martin; Flage-Larsen, Espen. 2014, Invited Talk at the Chalmers Symposium on Nanoscale Thermal Transport. SINTEF, UIOVitenskapelig foredrag
1 - 5 av 8 | Neste | Siste »