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Diametrale Reaktionen

Elektroaktive Kunststoffe können kühlen oder heizen

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Fraunhofer-Institut für angewandte Polymerforschung
GGB Heilbronn GmbH
IEF-Werner GmbH
trivid GmbH

Die Sache mit der Dünnschichtherstellung ist nicht einfach

Elektroaktive Polymere stellen aber hohe Anforderungen an den Prozess der Dünnschichtherstellung, sowie an den Aufbau von Mehrlagensystemen. Die zu nehmenden Hürden heißen insbesondere Homogenität der Polymerfolien, eine permanente hohe elektrische Spannungsfestigkeit sowie dauerhaftes Bestehen der gewünschten Funktionseigenschaften – hier sind das eben die großen Temperaturänderungen. Zuerst optimieren die Potsdamer dazu die Werkstoffe durch chemische Veränderungen, thermische oder strahlungsinduzierte Nachbehandlung oder durch entsprechende Additive. Danach entwickeln sie spezielle Fertigungsmethoden (Rakel-, Beschichtungs- oder Druckprozesse) und optimieren dann die Herstellungsparameter, um die dünnen Folien mit den gewünschten Eigenschaften herstellen zu können. Im letzten Schritt konzentriert man sich darauf, weitere Verfahren zu optimieren – beispielsweise das mechanische Verstrecken der Folien oder die Applikation von Elektrodensystemen mit geeigneten thermischen Eigenschaften.

Auch das Stapeln will bei EAP-Systemen gelernt sein

Zu beachten sei auch das Stapeln der Einzelfolien zu mehrlagigen Strukturen – den sogenannten Komponenten. Das Übereinanderschichten mehrerer Folien mit dazwischenliegenden Elektroden erhöht dabei den Anteil an elektrokalorischem Polymer, welches mit dem elektrischen Feld interagiert, ohne dass dabei die benötigte Betriebsspannung steigt. Ein derartiger Aufbau sowie der Einsatz vieler solcher Komponenten liefere die geeignete thermische Masse, um die elektrokalorischen Polymere in Heiz- und Kühlsystemen effizient zu nutzen. Polymerfolien und Komponenten sind im Übrigen das Ergebnis des Fraunhofer-Leitprojekts elektrokalorische Wärmepumpen „ElKaWe“.

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