الكهروحرارية

سكاتروديت

تتمتع مواد السكوتروديت المكعبة على شكل (Co، Ni، Fe) (P، Sb، As)3، بإمكانية الحصول على قيم ZT عالية بسبب قابلية تنقل الإلكترونات العالية ومعامل سيبيك العالي.

وتعاني السكوتيروديتات غير المملوءة القائمة على CoSb3 من عيوب بسبب توصيلها الحراري large بطبيعتها، مما يقلل من قيمة ZT. ومع ذلك، تحتوي هذه المواد على فراغات يمكن إدخال أيونات منخفضة التنسيق (عادةً عناصر أرضية نادرة) فيها. وهذا يغير التوصيل الحراري عن طريق إنتاج مصادر لتشتت الفونونات الشبكية وتقليل التوصيل الحراري بسبب الشبكة دون تقليل التوصيل الكهربائي. وهذا يجعل هذه المواد تتصرف مثل PGEC (زجاج فون-زجاجي، بلورة إلكترونية). ومن المقترح أنه من أجل تحسين ZT، يجب أن تختبر الفونونات المسؤولة عن التوصيل الحراري المادة كما لو كانت في الزجاج (درجة عالية من تشتت الفونونات - خفض التوصيل الحراري) بينما يجب أن تختبرها الإلكترونات كما لو كانت بلورة (تشتت قليل جدًا - الحفاظ على التوصيل الكهربائي).

التوصيل الحراري للشبكةوشكل استحقاق La0.9CoFe3Sb12

تم فحص تأثير إدخال طبقة جسيمات نانوية في La0.9CoFe3Sb12 من أجل تقليل التوصيل الحراري حتى 550 درجة مئوية. تم حساب الموصلية الحرارية (l) باستخدام السعة الحرارية (cp) المحددة مسبقًا في DSC 404 F1 Pegasus^®®. تم العثور على الموصلية الحرارية للشبكة عن طريق حساب الموصلية الحرارية الكهربائية باستخدام علاقة Wiedemann-Franz وطرحها من ltotal.

عند درجة حرارة 452 درجة مئوية، تُظهر ZT حدها الأقصى، ويُظهر المركب النانوي الذي تبلغ نسبته 5٪ بالوزن أعلى ZT مع تحسن بنسبة 15٪ تقريبًا عن العينة الضابطة التي لا تحتوي على جسيمات نانوية (البرتقالي dots). تُظهر هذه النتائج أن الجسيمات النانوية التي تم إدخالها في أنظمة السكوتروديت المحسّنة بالفعل يمكن أن تقلل من التوصيل الحراري وبالتالي تحسين ZT ضمن نطاق واسع من درجات الحرارة.