termoelektrisk

Skutterudit

Kubiske skutteruditmaterialer af formen (Co,Ni,Fe)(P,Sb,As)3 har potentiale til høje ZT-værdier på grund af deres høje elektronmobilitet og høje Seebeck-koefficientSeebeck-koefficienten er forholdet mellem den inducerede termoelektriske spænding og temperaturforskellen mellem to punkter på en elektrisk leder.Seebeck-koefficient.

Ufyldte CoSb3-baserede skutteruditter har en ulempe i form af deres iboende large Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.varmeledningsevne, som sænker deres ZT-værdi. Men disse materialer indeholder hulrum, hvori der kan indsættes lavkoordinationsioner (normalt sjældne jordarter). De ændrer varmeledningsevnen ved at skabe kilder til spredning af gitterfononer og nedsætter varmeledningsevnen på grund af gitteret uden at reducere den elektriske ledningsevne. Det får disse materialer til at opføre sig som en PGEC (fonon-glas, elektronkrystal). Det foreslås, at for at optimere ZT skal fononer, som er ansvarlige for varmeledningsevnen, opleve materialet, som de ville gøre i et glas (høj grad af fononspredning - sænker varmeledningsevnen), mens elektroner skal opleve det som en krystal (meget lidt spredning - opretholder den elektriske ledningsevne).

Lattice Thermal Conductivity and Figure of Merit of La0.9CoFe3Sb12

Effekten af at indføre et nanopartikellag i La0.9CoFe3Sb12 for at reducere varmeledningsevnen er undersøgt op til 550 °C. Varmeledningsevnen (l) blev beregnet ved hjælp af varmekapaciteten (Specifik varmekapacitet (cp)Varmekapacitet er en materialespecifik fysisk størrelse, der bestemmes af den mængde varme, der tilføres prøven, divideret med den resulterende temperaturstigning. Den specifikke varmekapacitet er relateret til en masseenhed af prøven.cp), der blev forudbestemt i DSC 404 F1 Pegasus^®®. Gitterets Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.varmeledningsevne blev fundet ved at beregne den elektriske Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.varmeledningsevne ved hjælp af Wiedemann-Franz-relationen og trække den fra ltotal.

Ved 452 °C udviser ZT sit maksimum, og nanokompositten med 5 vægt-% viser den højeste ZT med en forbedring på næsten 15% i forhold til kontrolprøven, der ikke indeholder nanopartikler (orange prikker). Disse resultater viser, at nanopartikler, der indføres i allerede optimerede skutteruditsystemer, kan reducere varmeledningsevnen yderligere og derfor forbedre ZT inden for et bredt temperaturområde.