Energy Harvesting mit magnetischen Formgedächtnislegierungen

Die Forschungsthemen der Abteilung “Smart Materials and Devices” im Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT) sind an der Schnittstelle der Themengebiete „Intelligente Materialien (Smart Materials)“, „Entwicklung von Bauelementen“ und „(Mikro-)Technologien“ angesiedelt. Ein Beispiel für intelligente Materialien sind magnetische Formgedächtnislegierungen, die aufgrund intrinsischer Kopplungseffekte multifunktionale Eigenschaften besitzen. Beispielsweise kann durch mechanische Belastung die Orientierung der magnetischen Momente im Material verändert werden. Dieser mechano-magnetische Kopplungseffekt kann zur Wandlung von kinetischer Energie in elektrische Energie und damit zum Energy Harvesting von Schwingungen genutzt werden. Durch Energy Harvesting werden die Voraus-setzungen zur Entwicklung autonomer Sensoren geschaffen, die ihren Energiebedarf direkt aus der Umgebung beziehen und so Batterien oder Stromzuleitungen überflüssig machen.

Ausgehend vom Bewegungsprinzip erster bereits vorhandener Demonstratoren sollen Designvarianten mit optimierten mechanischen und magnetischen Eigenschaften entwickelt werden. Die rechnergestützte und experimentelle Optimierung umfasst die Bauteilegeometrie, Belastungsmechanismus, magnetischer Kreis und Miniaturspule zur Stromerzeugung. Nachfolgend sollen optimierte Varianten hergestellt und hinsichtlich ihrer Funktionseigenschaften charakterisiert und bewertet werden.

Die Masterarbeit findet im Rahmen einer Industriekooperation in einem hochmodernen, interdisziplinären Umfeld statt. Zur Durchführung stehen modernste Anlagen und diverse Messgeräte zu Charakterisierung zu Verfügung. In der Abteilung arbeiten mehrere Studenten und wissenschaftliche Mitarbeiter in verwandten Arbeitsgebieten. Eine intensive Betreuung sorgt dafür, dass die Arbeit im vorgegebenen Zeitraum abgeschlossen ist.

Weitere Informationen

Unternehmen

Helmholtz Gemeinschaft

Bereich/Abteilung

Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT)

Abschlussart

Bachelorarbeit / Masterarbeit / Diplomarbeit

Branche

Schlagwörter

Technologien Entwicklung von Bauelementen Intelligente Materialien Smart Materials and Devices Mikrostrukturtechnik Elektrotechnik Maschinenbau

Anforderungen

Eigenständiges Arbeiten, Kenntnisse in Elektrotechnik sind wünschenswert;

Studienrichtung: Maschinenbau, Elektrotechnik, ähnliche Ingenieur- und Naturwissenschaftliche Studiengänge

Zusatzinformationen

Karlsruher Institut für Technologie

Vertragsdauer: befristet 6 Monate
Eintrittstermin: Nach Vereinbarung

Ansprechpartner/in für fachliche Fragen:

Prof. Dr. Manfred Kohl, IMT
Telefon 0721/608-22798
(E-Mail: manfred.kohl@kit.edu)