Vorrichtung und Verfahren zur Energiewandlung von thermischer Energie in elektrische Energie

摘要

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (20, 21, 46, 47, 48) und ein Verfahren zur Umwandlung von thermischer Energie in elektrische Energie, wobei die Vorrichtung (20) zumindest eine Anordnung (19, 39, 41, 42) umfasst, die zumindest enthält–ein erstes elektrisch leitfähiges Kontaktelement (31),–ein zweites elektrisch leitfähiges Kontaktelement (32),–ein zwischen den beiden elektrischen Kontaktelementen (31, 32) befindliches Material (4),–einen ersten thermischen Energieträger (1) mit hoher Temperatur Th,–einen zweiten thermischen Energieträger (2) mit vorgegebener niedriger Temperatur Tt, wobei der erste thermische Energieträger (1) zumindest in Verbindung mit dem ersten elektrisch leitfähigen Kontaktelement (31) und der zweite thermische Energieträger (2) zumindest in Verbindung mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Kontaktelement (32) stehen. Dabei ist als Material (4) ein Material mit ionischem oder zumindest kovalentem Bindungscharakter eingesetzt ist, wobei das Material (4) innerhalb seines Volumens (22) mindestens eine Art von Defektspezies (12, 13) aufweist, wobei durch einen eingestellten TemperaturgradientenΔT, ggf. um eine Temperatur (11) mit Tc eines existierenden Defektlöslichkeits-Phasensprungs (3), zwischen einer hohen Temperatur Th im ersten thermischen Energieträger (1) und einer vorgegebenen niedrigen Temperatur Tt im zweiten thermischen Energieträger (2) eine Umlagerung der Defektspezies im Volumen (6, 7) vorhanden ist, wobei ein erster Teil (6) des Volumens (22) des Materials (4) eine hohe Temperatur Th, ggf. oberhalb der Temperatur (11) Tc des Defektlöslichkeits-Phasensprungs (3), und ein zweiter Teil (7) des Volumens (22) des Materials (4) eine niedrige Temperatur Tt, ggf. unterhalb der Temperatur (11) Tc des Defektlöslichkeits-Phasensprunges (3), aufweisen, so dass mittels des TemperaturgradientenΔT eine Umlagerung der vorhandenen Defektspezies (12, 13) und ggf. ein Dipolmoment erreicht wird, wobei nach Beendigung der Umlagerung infolge des Aufhebens des eingestellten TemperaturgradientenΔT eine Rückdiffusion der Defektspezies (12, 13), bedingt durch den aufgebauten Konzentrationsgradienten und ggf. ein aufgebautes elektrisches Feld, und somit eine elektromotorische Kraft zur Abnahme von gespeicherter elektrischer Energie aus dem Material (4) vorhanden ist.