термоелектрически

Скутерудит

Кубичните скутерудитови материали от вида (Co,Ni,Fe)(P,Sb,As)₃ притежават потенциал за високи стойности на ZT благодарение на високата си електронна подвижност и високия коефициент на Зеебек.

Незапълнените скутерудити на базата на CoSb₃ имат недостатък в присъщата им термична проводимост от типа „ large “, която понижава тяхната стойност на ZT. Въпреки това тези материали съдържат празнини, в които могат да се вмъкнат йони с ниска координация (обикновено редкоземни елементи). Те променят топлинната проводимост, като създават източници за разсейване на решетъчните фонони и намаляват топлинната проводимост, дължаща се на решетката, без да намаляват електрическата проводимост. Това кара тези материали да се държат като PGEC (фононно стъкло, електронен кристал). Предполага се, че за да се оптимизира ZT, фононите, които са отговорни за топлинната проводимост, трябва да преминават през материала така, както биха го направили в стъкло (висока степен на разсейване на фононите – намаляване на топлинната проводимост), докато електроните трябва да го преминават като през кристал (много малко разсейване – запазване на електрическата проводимост).

Решетъчна топлинна проводимост и показател за качество на La0.9CoFe3Sb12

Изследван е ефектът от въвеждането на слой от наночастици в La0.9CoFe3Sb12 с цел намаляване на топлинната проводимост при температури до 550 °C. Топлинната проводимост (l) е изчислена чрез използване на топлинния капацитет (Специфичен топлинен капацитет (cp)Топлинният капацитет е физична величина, специфична за материала, която се определя от количеството топлина, подадено на образеца, разделено на полученото увеличение на температурата. Специфичният топлинен капацитет се отнася за единица маса на образеца.cp), предварително определен в DSC 404 F1 Pegasus^®®. Решетъчната топлинна проводимост беше определена чрез изчисляване на електрическата топлинна проводимост по зависимостта на Видеман-Франц и изваждането ѝ от ltotal.

При 452 °C ZT достига своята максимална стойност, а нанокомпозитът с 5 тегловни процента показва най-високата стойност на ZT с подобрение от почти 15 % спрямо контролната проба, която не съдържа наночастици (оранжеви точки). Тези резултати показват, че наночастиците, въведени в вече оптимизирани системи със скутерудит, могат допълнително да намалят топлинната проводимост и по този начин да подобрят ZT в широк температурен диапазон.