Przełomowe moduły

Zespół kierowany przez prof. Wojciechowskiego z Wydziału Inżynierii Materiałowej i Ceramiki AGH we współpracy z naukowcami z Sieci Badawczej Łukasiewicz oraz Instytutu Fizyki PAN w Warszawie opracował i wytworzył prototypowe moduły termoelektryczne o gęstości mocy zbliżonej do 2,5 kW/m2. Naukowcy deklarują, że znacząco obniżyli koszt modułów w stosunku do komercyjnych odpowiedników. Osiągnęli to m.in. dzięki zastąpieniu ceramicznych okładzin mniej kosztownymi i znacznie lepiej przewodzącymi ciepło stopami aluminium. Jak zaznaczają, stopy aluminium są też łatwiej formowalne niż ceramika, dzięki czemu można konstruować moduły o niemal dowolnych kształtach dostosowanych do danego systemu odzysku ciepła.

Obecnie naukowcy szukają inwestora, który zbuduje prototypową linię produkcyjną. Prof. Wojciechowski zaznacza, że firmy produkujące bądź rozwijające technologie termoelektryczne istnieją dziś tylko w Chinach, USA, Ukrainie i Rosji, zaś „na rynku europejskim praktycznie nie ma konkurencji”.

Zespół

Zespół prof. Wojciechowskiego od lat rozwija technologie konwersji odpadowej energii cieplnej na prąd. Naukowcy z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie wspólnie dokonali przełomowego wynalazku, ale każdy z nich ma już na swoim koncie indywidualne osiągnięcia, którymi warto się chwalić.

Dr Karolina Zazakowny prowadzi badania nad hybrydowymi materiałami nieorganiczno-polimerowymi do zastosowań biomedycznych, energetycznych i kosmicznych. Kierowała także projektem MINIATURA1, w ramach którego pracowała nad hydrożelowymi materiałami hybrydowymi do zastosowań medycznych (rusztowania kości). W ramach projektu TECHMATSTRATEG2 rozwijała techniki galwanicznej modyfikacji powierzchni metali w celu uzyskania nowych heterostrukturalnych podłoży do zastosowań w urządzeniach termoelektrycznych. Jest autorką patentów i publikacji naukowych w tematyce materiałów polimerowych oraz nieorganiczno-polimerowych materiałów kompozytowych.

Główne zainteresowania naukowe dr. Tarasa Parashchuka obejmują syntezę, spiekanie i badania materiałów półprzewodnikowych dla urządzeń termoelektrycznych. Przez modyfikacje składu oraz technik preparatyki materiałów termoelektrycznych udało mu się znacznie zwiększyć sprawność elementów termoelektrycznych (do około 17 proc.). Takie wartości współczynnika sprawności należą do najlepszych wyników na świecie i otwierają spore możliwości zastosowań praktycznych. Jest autorem 45 prac naukowych oraz 3 patentów i zgłoszeń patentowych. Laureat stypendium Ministra Nauki dla wybitnych młodych naukowców.

Oleksandr Cherniushok opatentował nowy, ekologiczny materiał termoelektryczny który charakteryzuje się wysoką sprawnością konwersji ciepła w energię elektryczną na poziomie 13 proc. Brał też aktywny udział w realizacji projektu TECHMATSTRATEG nad opracowaniem nowego typu modułów termoelektrycznych. Realizuje własny projekt badawczy PRELUDIUM finansowany przez Narodowe Centrum Nauki. Stypendysta NAWA i Ministra Nauki.

Aleksandra Lis w swojej pracy doktorskiej zajmuje się przygotowywaniem kompozytów polimerowych z dodatkiem nanocząstek nieorganicznych do zastosowań termoelektrycznych. Opracowywane przez nią materiały są elastyczne i pozbawione toksycznych składników, co otwiera drzwi do zastosowania ich m.in. w sensorach biomedycznych, zasilanych ciepłem ludzkiego ciała.

Kluczowym wynikiem badań naukowych Mykoly Maksymuka w zespole prof. Krzysztofa Wojciechowskiego jest unikalny prototyp modułu termoelektrycznego na bazie funkcjonalnie gradowanych materiałów do wytwarzania energii elektrycznej (polskie i europejskie zgłoszenia patentowe). Jest współautorem 25 publikacji naukowych i 7 patentów dotyczących nowych konstrukcji konwerterów termoelektrycznych oraz technologii ich wytwarzania.

Szymon Gogoc zajmuje się wytwarzaniem i charakterystyką polimerowych materiałów termoelektrycznych, które docelowo mogą być zastosowane w przemyśle kosmicznym jako elastyczne generatory do czujników w kombinezonach kosmicznych, w przemyśle medycznym jako nietoksyczne źródło zasilania dla małych urządzeń medycznych czy w przemyśle sportowym do elastycznych czujników znajdujących się w odzieży. Mogą one mierzyć w czasie rzeczywistym parametry życiowe sportowców.

Głównym celem pracy doktorskiej Mai Sajdak było opracowanie nieniszczącej metody analitycznej określania zawartości wodoru przy wykorzystaniu efektu termoelektrycznego. Otrzymane wyniki badań pokazały, że opracowana przez nią metoda może być wykorzystana np. do skonstruowania przenośnego urządzenia pomiarowego do kontroli jakości produktów na linii produkcyjnej. Takie rozwiązanie pozwoli na szybką kwalifikację wyrobów zagrożonych kruchością wodorową i ich wykluczenie z dalszej obróbki. Urządzenie pomiarowe Mai Sajdak zostało opatentowane i czeka na wdrożenie go do produkcji.

Dr inż. Marta Wojciechowska jest zaangażowana w prowadzenie polskiego start-upu TEGEOS sp. z o.o., który został powołany w 2014 roku z udziałem spółek InnoAGH oraz inkubatora KIC InnoEnergy w celu wdrażania technologii energetycznych opracowanych przez zespół. prof. Wojciechowskiego w Laboratorium Badań Termoelektrycznych AGH. Pracując w TEGEOS, m.in. samodzielnie realizowała projekty dotyczące badania trwałości i parametrów wydajnościowych modułów termoelektrycznych.