Im Rahmen dieses Projektes wurde ein neuartiges Generatorkonzept zur Umwandlung von Niedertemperaturabwärme in Elektrizität anhand des pyroelektrischen Effekts erforscht.
Ziel des Projekts war die Demonstration eines Generators der keine beweglichen Bauelemente benötigt und für Anwendungen geringer Energiedichte und Temperaturdifferenz skalierbar ist. Dazu wurde insbesondere die Entwicklung eines innovativen Mechanismus zur Selbstanregung thermischer Relaxationsoszillationen in Festkörperschichtstrukturen aus Vanadiumdioxid untersucht. Es wurde gezeigt, dass sich Metall-Isolator Phasenübergänge in Vanadiumdioxid technisch nutzen lassen um elektrische, so wie rein thermische Schalter mit einem maximalen Schaltkontrast von einem Faktor fünf im thermischen Leitwert zwischen den beiden Schaltzuständen zu erzeugen. Insbesondere konnte erstmals die Funktionsweise eines rein thermisch-getriebenen radiativen Schalters experimentell demonstriert und untersucht werden. Darüber hinaus wurde die direkte, selbstangeregte Umwandlung von Temperaturdifferenzen zweier Wärmebänder in thermo-mechanische Schwingung demonstriert. Es wurde gezeigt, dass ein solcher, thermo-mechanischer Oszillator die passive Erzeugung von Wärmeflussmodulationen ermöglicht.
Die direkte Erzeugung von Temperaturschwankungen mittels abrupter Phasenübergängen in Festkörpern stellt eine vielversprechende neue Möglichkeit zur Realisierung eines pyroelektrischen Energiewandlers da. Die Erzeugung einer Generatorstruktur auf Basis rein thermischer Schwingung und pyroelektrischer Energieumwandlung, sowie deren Potential zur Erzeugung von Elektrizität aus Niedertemperaturabwärme, wird abschliessend erörtert.
