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Wärmespeichernde Beschichtungen für effiziente, kompakte Leistungselektronik der nächsten Generation

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Hitzeschäden an Elektronikkomponenten sollen zukünftig durch eine neuartige Beschichtung vermieden werden. © cmnaumann – Fotolia.com

Motivation

Die Leistungselektronik ist eine Schlüsseltechnologie für die Energieeffizienz. Leistungselektronik kommt vor allem in Branchen zum Einsatz, in de-nen Deutschland besondere Stärken hat: etwa in der Automobilindustrie, im Energiesektor und im Maschinen- und Anlagenbau. Innovationen auf Basis neuer Halbleitermaterialien bereiten jetzt den Weg zu Leistungselektroniksystemen der nächsten Generation mit gesteigerter Leistung, Effizienz und Robustheit. Darüber hinaus ermöglichen die neuen Halbleitermaterialien besonders kompakte Bauformen und niedrige Verlustleistungen, wodurch gänzlich neue Anwendungsszenarien erschlossen werden.

Ziele und Vorgehen

Im Vorhaben wird eine neuartige Beschichtung für Elektronikkomponenten erforscht. Damit sollen die thermischen Auswirkungen von kurzen Lastspitzen ohne Einsatz eines aktiven Kühlsystems abgefangen und so Schäden vermieden werden. Ein Universitätsinstitut, ein KMU und ein Großunternehmen arbeiten an der Optimierung der Zusammensetzung, der Haltbarkeit sowie der technischen Einsatzfähigkeit der Schichten, die im Wesentlichen aus handelsüblichen, kostengünstigen Materialien bestehen. Die Leistungsfähigkeit der Technologie soll anhand von Demonstratoren nachgewiesen werden.

Innovationen und Perspektiven

Die neuartige, rein passive Beschichtung erlaubt den Aufbau kompakterer Elektronikmodule sowie erhebliche Einsparungen bei der Dimensionierung von Kühlsystemen in Anwendungen, die von kurz-zeitigen Lastspitzen dominiert werden. Hier bieten sich z. B. die Luftfahrtindustrie sowie Leistungs-elektronik in Schienenfahrzeugen oder Elektrofahr-zeugen als Zielmärkte mit großem Potenzial an, sodass eine gute Hebelwirkung zu erwarten ist.