06.08.2025 by Dr. Chiara Baldini
Membuka Kunci Pemulihan Panas Limbah: Kalsium Kobaltit di Garis Depan Inovasi Termoelektrik
Saat dunia menghadapi krisis energi dan masalah lingkungan yang semakin meningkat, kebutuhan akan solusi energi yang bersih, terbarukan, dan efisien menjadi lebih mendesak dari sebelumnya. Meskipun sumber-sumber seperti tenaga surya dan angin sudah digunakan, mereka memiliki keterbatasan seperti ketergantungan pada cuaca dan biaya infrastruktur.
Salah satu alternatif yang menjanjikan adalah pemanenan energi termoelektrik (TE) - sebuah teknologi yang menggunakan efek Seebeck untuk mengubah limbah panas secara langsung menjadi listrik. Hal ini membuatnya sangat menarik untuk industri dan kendaraan di mana large jumlah panas sering hilang.
Di antara oksida yang sedang dieksplorasi untuk aplikasi termoelektrik suhu tinggi, kobaltit kalsium menonjol karena Stabilitas TermalSuatu bahan dikatakan stabil secara termal jika tidak terurai di bawah pengaruh suhu. Salah satu cara untuk menentukan stabilitas termal suatu zat adalah dengan menggunakan TGA (penganalisis termogravimetri). stabilitas termal yang luar biasa dan sifat transpor anisotropiknya. Namun, meningkatkan efisiensi termoelektrik mereka dalam bentuk polikristalin masih menjadi tantangan.
Jalan Baru untuk Oksida Termoelektrik
Artikel terbaru, "Kemajuan dalam Tekstur dan Sifat Termoelektrik Keramik Kalsium Kobaltit melalui Gabungan SinteringSintering adalah proses produksi untuk membentuk bodi yang kuat secara mekanis dari serbuk keramik atau logam. Sintering Plasma Percikan dan Tekstur Plasma Percikan", yang diterbitkan di Advanced Functional Materials, menyajikan strategi dua langkah yang inovatif untuk meningkatkan kinerja termoelektrik keramik kalsium kobaltit polikristal ([Ca₂CoO₃-δ] ₀.₆₂[CoO₂], biasanya disebut sebagai CCO).
Para peneliti mencapai struktur mikro 'dinding bata' yang sangat bertekstur dengan keselarasan butir yang luar biasa dengan menggabungkan spark plasma SinteringSintering adalah proses produksi untuk membentuk bodi yang kuat secara mekanis dari serbuk keramik atau logam. sintering (SPS), metode pra-SinteringSintering adalah proses produksi untuk membentuk bodi yang kuat secara mekanis dari serbuk keramik atau logam. sintering yang cepat dan efisien yang memastikan densifikasi tinggi, dengan spark plasma texturing (SPT), konfigurasi yang dimodifikasi dan bebas tepi yang memungkinkan butiran berubah bentuk secara bebas.
Arsitektur yang dioptimalkan ini secara signifikan meningkatkan pengangkutan muatan dalam bidang sekaligus mengurangi Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal, memungkinkan keramik mencapai rekor angka prestasi(ZT) 0,49 pada 1073 K.
NETZSCH Analisis Termal Sangat Penting untuk Penentuan ZT
Dalam penelitian ini, laboratorium NETZSCH Analyzing & Testing menyediakan pengukuran termal presisi tinggi yang diperlukan untuk menentukan sifat transpor termal. Difusivitas TermalDifusivitas termal (a dengan satuan mm2 /s) adalah properti khusus material untuk mengkarakterisasi konduksi panas yang tidak stabil. Nilai ini menggambarkan seberapa cepat suatu bahan bereaksi terhadap perubahan suhu. Difusivitas termal diukur dengan NETZSCH LFA 467 HT HyperFlash dan Kapasitas Panas Spesifik (cp)Kapasitas panas adalah kuantitas fisik spesifik material, ditentukan oleh jumlah panas yang disuplai ke spesimen, dibagi dengan kenaikan suhu yang dihasilkan. Kapasitas panas spesifik terkait dengan satuan massa spesimen. kapasitas panas spesifik (Kapasitas Panas Spesifik (cp)Kapasitas panas adalah kuantitas fisik spesifik material, ditentukan oleh jumlah panas yang disuplai ke spesimen, dibagi dengan kenaikan suhu yang dihasilkan. Kapasitas panas spesifik terkait dengan satuan massa spesimen.cp) ditentukan dengan NETZSCH DSC 404 F1 Pegasus® . Nilai-nilai ini sangat penting untuk menghitung konduktivitas termal (λ) dan, pada akhirnya, angka prestasi(ZT) - indikator utama efisiensi termoelektrik.
Untuk menjelajahi detail eksperimen lengkap, analisis data, dan implikasi dari pendekatan inovatif untuk desain material termoelektrik ini, kami mengundang Anda untuk membaca publikasi aslinya.
Ucapan Terima Kasih
Kami ingin mengucapkan terima kasih kepada tim di Institut Kimia Fisik dan Elektrokimia, Universitas Leibniz Hannover (Jerman), Departemen Teknik Kimia Wolfson dan Program Energi Grand Technion (Technion, Israel), serta Universitas Teknik Darmstadt (Jerman), yang telah menggabungkan NETZSCH Analyzing & Testing dalam upaya penelitian bersama yang baru ini. Kami bangga telah mendukung penelitian ini dengan keahlian analisis termal dan instrumentasi kami, menyediakan data presisi tinggi, yang penting untuk evaluasi akurat kinerja termoelektrik material.
Pendanaan akses terbuka untuk publikasi ini diaktifkan dan diorganisir oleh Projekt DEAL.
Pelajari lebih lanjut tentang NETZSCH Instrumen DSC dan LFA untuk Aplikasi Suhu Tinggi
