Dr. rer. nat. Romy Löhnert

Thermoelektrische Eigenschaften substituierter Calcium-Manganate: Einfluss der Präparation, Zusammensetzung und Mikrostruktur

Betreuer: Prof. Dr. Jörg Töpfer

Kooperierende Universität: FSU Jena

Disputation: 24.2.2021 

Warum haben Sie sich nach Ihrem Studienabschluss entschieden zu promovieren?

Ich habe einen Sinn fürs Detail – deshalb macht mir das wissenschaftliche Arbeiten und Forschen Spaß. Und ich wollte mich nach meinem Masterabschluss weiter qualifizieren. Im Rahmen meiner Anstellung im Forschungsprojekt Noxthermo (geleitet von Prof. Teichert und Prof. Töpfer) konnte ich mich selbstständig und relativ frei mit einem Forschungsthema auseinandersetzen und viele Dinge im Labor ausprobieren - diese Freiheit in Bezug auf das Arbeiten fand ich toll und war unglaublich motivierend.

Womit haben Sie sich in Ihrer Promotion beschäftigt?

Mit einem thermoelektrischen Generator (TEG) kann Abwärme direkt in Strom umgewandelt werden. Grundlage dafür ist der Seebeck-Effekt. Der Wirkungsgrad der Energieumwandlung wird dabei im Wesentlichen von den Eigenschaften der eingesetzten Materialien bestimmt. In kommerziellen TEGs werden Materialien auf Basis von Bismut- oder Blei-Tellurid (Bi2Te3, PbTe) verwendet – diese Verbindungen bergen jedoch bei der Herstellung und der Entsorgung ein hohes Gefahrenpotenzial für unsere Umwelt. Ein TEG kann ebenso aus Funktionskeramiken hergestellt werden. Die infrage kommenden Keramiken sind deutlich umweltfreundlicher, die Umwandlungseffizienz des TEG ist dann allerdings geringer.
In meinem Promotionsprojekt habe ich am Beispiel der Oxidkeramik Calcium-Manganat (CaMnO3) untersucht, wie man die thermoelektrische Umwandlungseffizienz von Funktionskeramiken erhöhen kann. Hier habe ich zum einen die Herstellung und die Zusammensetzung des Calcium-Manganats optimiert. Zum anderen habe ich gezeigt, welchen Einfluss unterschiedliche Mikrostrukturen auf die Umwandlungseffizienz haben. Bedingung war dabei, dass die Keramik über die keramische Multilagentechnologie hergestellt und zu einem transversalen TEG verarbeitet werden kann. Der transversale TEG wurde von meinen Kollegen der Arbeitsgruppen von Prof. Töpfer und Prof. Teichert speziell für Funktionskeramiken entwickelt (Projekt Thermumox). Transversale TEGs können für den Betrieb energieautarker Sensorsysteme eingesetzt werden. Das sind Systeme, die Energie aus ihrer Umgebung „ernten“ und die Messdaten des Sensors an eine Zentrale funken. Durch die Massenproduktion der Bauteile mit der keramischen Multilagentechnologie können die transversalen TEGs eine kostengünstige und dazu noch umweltfreundliche Alternative zu den bisher kommerziell verfügbaren TEGs sein.

Was war für Sie während der Promotion die größte Herausforderung? Und was waren die Highlights in dieser Zeit?

Die größte Herausforderung war tatsächlich das Schreiben der Dissertation selbst – was letztlich zwei Jahre gebraucht hat. Zum einen hat man ja einen eigenen Anspruch, dem man gerecht werden will – ich muss zugeben, dass ich mir da des Öfteren selbst auf dem Fuß stand und einiges hätte simpler und schneller machen können. Nachdem ich nach Schwangerschaft und kurzer Elternzeit zurück auf Arbeit war und ich mich auf das Schreiben fokussierte, hatte ich zudem Schlafmangel und (nun mit Kind) nur noch begrenzt Zeit – ich musste erstmal lernen, richtig damit umzugehen (wobei ich hier immer noch nicht am Ziel bin).
Ein echtes, wenn auch kleines Highlight, das ich im Gedächtnis habe: als ich den Brief von der Studienstiftung des deutschen Volkes aus dem Briefkasten nahm, fünf Stockwerke bis in meine Wohnung trug und dann mit vor Aufregung heftig kribbelndem Bauch öffnete, um darin die erhoffte Zusage für ein Promotionsstipendium zu finden. Sehr positiv verbleiben mir die gute Zusammenarbeit und die Diskussionen mit meinen Kollegen in Erinnerung, sowie die Unterstützung und das entgegengebrachte Vertrauen und Verständnis von Prof. Töpfer.

Was würden Sie im Rückblick anders machen?

Ich würde ein paar Untersuchungen, Experimente weglassen, mich stärker auf ein Thema fokussieren. Und ich würde mich in der Dissertation kürzer fassen.

Wie geht es für Sie nach dem Promotionsabschluss beruflich weiter?

Ich bleibe vorerst an der EAH – im von der Carl-Zeiss-Stiftung finanzierten Forschungsprojekt IntelKerFun kann ich unter anderem an der Weiterentwicklung unserer transversalen TEGs arbeiten.

Welche Tipps würden Sie angehenden Doktorand*innen an der EAH mit auf den Weg geben?

Halten Sie am Anfang viel Rücksprache mit dem Betreuer und anderen Kollegen und Promovierenden, um einen klaren Fahrplan abzustecken und sich nicht zu verzetteln. Später können und sollten Sie sich etwas mehr vom Betreuer lösen und gezielt das eigene Forschungsthema verfolgen. Und machen Sie sich immer wieder darüber Gedanken, ob Sie dazu bereit sind, sich persönlich (zeitlich befristet) einzuschränken – denn ohne das schafft man den letzten Kilometer zum Doktorhut nicht.