Het ThermoHarv-project is een wereldwijd initiatief dat tot doel heeft het hardnekkige probleem van energieverlies in moderne infrastructuren aan te pakken door restwarmte terug te winnen en om te zetten in elektriciteit met een laag vermogen, bestemd voor de slimme gebouwen van morgen.
Het project brengt verschillende partners samen die als gemeenschappelijk doel hebben innovatieve thermo-elektrische materialen en apparaten te ontwikkelen, die naadloos kunnen worden geïntegreerd in de daadwerkelijke gebouwcomponenten.
Het belangrijkste doel is gebruik te maken van de thermische gradiënten die van nature voorkomen in woon- en industriële omgevingen, door middel van geavanceerde composietmaterialen op basis van polymeren, met name thermoplastisch polyurethaan (TPU). Een bijzonder veelbelovende innovatie in dit verband is het gebruik van thermo-elektrische inkten op basis van koolstofnanobuisjes (CNT’s), die worden aangebracht met behulp van directe printtechnieken. Deze aanpak maakt het mogelijk om patronen met een hoge resolutie te verkrijgen zonder maskering, flexibele en dunne lagen te produceren, en biedt een opmerkelijke ontwerpvrijheid, terwijl ze schaalbaar blijft voor industriële toepassingen.
Binnen ThermoHarv richt mijn bijdrage zich op het ontwerp, de synthese en de gedetailleerde karakterisering van organische thermo-elektrische generatoren (OTEG’s). De focus ligt op de ontwikkeling van thermo-elektrische inkten op basis van koolstofnanobuizen (CNT’s), met zorgvuldig afgestemde reologische eigenschappen om zowel de verwerkbaarheid als een sterke hechting op TPU-substraten te garanderen.
Naast de ontwikkeling van inkt houd ik me bezig met het ontwerpen van apparaten die thermische en elektrische interfaces optimaliseren, en daarmee de algehele prestaties van generatoren verbeteren. Daarbij gaat bijzondere aandacht uit naar het overwinnen van belangrijke technische uitdagingen, het creëren van flexibele en duurzame thermo-elektrische generatoren die hun prestaties in de loop der tijd behouden, en het ontwerpen van efficiënte schakelingen die de output van temperatuurgradiënten in praktische toepassingen maximaliseren.
Door praktische prototypes te ontwerpen — zoals flexibele thermo-elektrische mantels voor warmwaterleidingen die thermisch isolerende polymeren combineren met thermisch geleidende buitenlagen — lever ik met dit werk een bijdrage aan de bredere visie op het ‘gebouw van de toekomst’, waarin vrijwel elk oppervlak het potentieel heeft om te dienen als platform voor duurzame energieproductie.
