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König, Lukas:
Simulation der mechanischen Eigenschaften dünner Bi2Te3-Schichten für flexible thermoelektrische Generatoren.
Bayreuth
,
2021
(
Bachelorarbeit,
2021
, Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl Funktionsmaterialien)
Abstract
Mit Hilfe von thermoelektrischen Generatoren (TEG) lässt sich Abwärme direkt in elektrische Energie umwandeln. Flexible TEG bieten hierbei ein sehr großes Entwicklungspotential und eröffnen damit viele neue Anwendungsbereiche. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die mechanische Belastung dünner Bi2Te3-Schichten für spätere flexible thermoelektrische Generatoren während der Biegung simulativ untersucht. Zunächst wurde dazu ein 2D-Modell in COMSOL Multiphysics® mit einer einzelnen Bi2Te3-Schicht erstellt und der Einfluss des Biegeradius und der Schichtdicke untersucht. Im Anschluss wurde dieses Modell um eine polymere und anschließend um eine metallische Trägerfolie zu einem Dreischichtenmodell erweitert. Zur Auswertung wurden jeweils die maximal auftretenden Spannung und die Position der neutralen Faser betrachtet und verglichen. Je nach Dicke der Bi2Te3-Schichten und je nach E-Modul der Trägerfolien konnten dabei unterschiedliche Spannungsverläufe während der Biegung beobachtet werden. Alle Simulationen wurden daraufhin in ein 3D-Modell überführt und verglichen. Abschließend wurde eine 3D-Simulation eines TEG mit vier parallel angeordneten Schichten erstellt und die auftretenden mechanischen Spannungen während der Biegung ausgewertet. Dabei konnte während der Biegung ein Einfluss der parallel liegenden Schichten untereinander und somit insgesamt eine stärkere mechanische Beanspruchung festgestellt werden.
Weitere Angaben
| Publikationsform: | Bachelorarbeit |
|---|---|
| Institutionen der Universität: | Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien > Lehrstuhl Funktionsmaterialien - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos Profilfelder > Advanced Fields > Neue Materialien Forschungseinrichtungen > Forschungszentren > Bayreuther Materialzentrum - BayMAT Fakultäten Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien Profilfelder Profilfelder > Advanced Fields Forschungseinrichtungen Forschungseinrichtungen > Forschungszentren |
| Titel an der UBT entstanden: | Ja |
| Themengebiete aus DDC: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften |
| Eingestellt am: | 26 Nov 2021 07:52 |
| Letzte Änderung: | 26 Nov 2021 07:52 |
| URI: | https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/68014 |