Dr. Marcus Scheele

Associate Fellow

Anschrift

Projektitel:

Nanopartikuläre Solarzellen und Wärmewandler mit verbesserten Transporteigenschaften durch Vernetzung mit konjugierten Liganden

Mentor:

Prof. Dr. Horst Weller

Wissenschaftliche Kurzbiografie:

2002 – 2008 Studium der Chemie an den Universitäten Hamburg, Oviedo (Spanien) und Berkeley (USA).

2008 – 2011 Promotion in Physikalischer Chemie bei Prof. Dr. Horst Weller an der Universität Hamburg zum Thema „Ein kolloidchemischer Ansatz zur Darstellung nanostrukturierter Thermoelektrika mit verbesserter Gütezahl“
2011-2012 Postdoc-Aufenthalt bei Prof. Dr. A. Paul Alivisatos an der Universität Berkeley (USA)

11/2012 - 09/2013 Fellow des Postdoc-Kollegs "Sustainable Future" am Kompetenzzentrum Nachhaltige Universität, Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften am Institut für Physikalische Chemie

Seit 10/2013 Leiter einer Forschungsgruppe an der Eberhard Karls Universität Tübingen

Abstract / Kurzbeschreibung des Nachhaltigkeitsprojektes:

Etwa 95 % des weltweiten Energiebedarfs gehen derzeit in Form von Abwärme ungenutzt verloren. Wärmeabklingbecken von Kraftwerken, die Hitze der Verbrennungsprodukte im Otto-Kraftstoff-Motor oder Wärmeverluste durch unzureichende Isolierung von Häuserwänden sind Beispiele für das Einsparpotenzial, das die Ausnutzung dieser Energiequellen bietet. Wärmewandler („Thermoelektrika“) nutzen den 160 Jahre alten „Seebeck Effekt“ um Wärme direkt in Strom umzuwandeln. Dabei werden außer der Abwärme keinerlei zusätzliche Ressourcen verbraucht, was die Nachhaltigkeit dieser Technologie unterstreicht. Um die Effizienz der Wärmewandlung zu steigern und die Technologie auch ökonomisch attraktiv zu machen, müssen Materialien entwickelt werden, die eine niedrige Wärmeleitfähigkeit mit hoher elektrischer Leitfähigkeit kombinieren. Dies kann durch den Einsatz von Nanopartikeln erreicht werden, welche nur wenige milliardstel Meter groß sind und auf Grund ihres außergewöhnlich hohen Oberfläche-zu-Volumen Verhältnisses besonders schlecht wärmeleitend sind. Außerdem kann der elektrische Transport zwischen den Nanopartikeln durch maßgeschneiderte organische Moleküle stark verbessert werden, sodass wärmedämmende, aber elektrisch leitfähige dünne Schichten erhalten werden. Das Potenzial solcher Schichten soll im Kontext der Nachhaltigkeit untersucht werden, wobei neben einer Erhöhung der Wärmewandlungseffizienz auch der Aspekt des Umwelteinflusses von Nanopartikeln im Mittelpunkt stehen.

Schlagwörter zum Nachhaltigkeitsprojekt:

Erneuerbare Energien, Wärmewandlung, Nanotechnologie