Die direkte Wandlung von Wärme in elektrische Energie mittels Thermoelektrik könnte dazu beitragen, die Energieeffizienz wärmeintensiver Industrieprozesse zu erhöhen. Der Wirkungsgrad thermoelektrischer Generatoren ist bisher jedoch recht gering. Ein wesentlicher Grund ist die geringe Gütezahl des thermoelektrischen Wandlermaterials, welches die zentrale Komponente eines solchen Generators bildet. Eine erhöhte Gütezahl wird häufig teuer erkauft, indem wenig verfügbare oder giftige Rohstoffe verwendet werden. Vorteilhafter erscheint der Ansatz, die Gütezahl des Materials mittels Nanostrukturierung zu steigern, indem seine Wärmeleitfähigkeit gezielt reduziert wird, ohne dass seine elektrische Leitfähigkeit gleichermaßen beeinträchtigt wird. Dann kann sich thermoelektrische Energierückgewinnung auch aus ökonomischer Sicht lohnen. Im Rahmen dieser Arbeit werden bordotierter Diamant und aluminiumdotiertes Zinkoxid hergestellt und untersucht. Beide Materialien enthalten ausschließlich häufig vorkommende, ungiftige Elemente. Die festen Phasen werden als nanokristalline Folie oder als nanopartikuläres Pulver direkt aus der Gasphase synthetisiert. Das Pulver wird anschließend zu einem ausgedehnten, nanostrukturierten Festkörper verdichtet. Die Parameter dieses bottom-up-Prozesses bestimmen maßgeblich die chemische Zusammensetzung, die Mikrostruktur, die Porosität und die Fremdphasenanteile des Festkörpers. Diese Eigenschaften des Festkörpers haben wiederum maßgeblichen Einfluss auf seine thermoelektrischen Transportkoeffizienten. Diese Arbeit zeigt erstmalig die thermoelektrische Gütezahl von bordotiertem, nanokristallinem Diamant, die Zusammenhänge zwischen den einzelnen Transportkoeffizienten und deren Korrelation mit den mikrostrukturellen und chemischen Eigenschaften des Festkörpers. Die höchste dimensionslose Gütezahl beträgt nur 0,008 bei 900 °C, da die Nanostrukturierung nicht nur die Wärmeleitfähigkeit erheblich reduziert, sondern auch die elektrische Leitfähigkeit. Der Zusammenhang zwischen der Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit und den Eigenschaften des Festkörpers zeigt, dass die Streuung der Ladungsträger an den Korngrenzen geringer ist, wenn die Korngrenzen schmal sind und hohe Dotiereffizienzen erreicht werden. Die thermoelektrischen Eigenschaften des mittels einer neuartigen Prozesskette hergestellten Zinkoxids hängen vor allem von nicht leitfähigen Volumenanteilen ab. Trotz einer hohen Porosität und weiteren zu optimierenden Parametern ergibt sich eine vergleichsweise hohe dimensionslose Gütezahl von 0,24 bei 680 °C, deren Wert allerdings um einen Anisotropiefaktor zu korrigieren ist. Die Streumechanismen der Ladungsträger in der elektrisch leitfähigen Phase weisen große Ähnlichkeiten zu denjenigen in Diamant auf, was auf eine gute Vergleichbarkeit der beiden Materialien zurückzuführen ist. Versuche zur thermischen Stabilität der Materialien zeigen, dass sich die Eigenschaften von Diamant in inerter Atmosphäre selbst bei hohen Temperaturen nicht ändern. In nanokristallinem Zinkoxid sind Diffusionsprozesse wegen des Defektreichtums begünstigt, sodass die maximale Anwendungstemperatur auf 500 − 600 °C abgeschätzt wird.