termoelettrico

Skutterudite

I materiali cubici di skutterudite della forma (Co,Ni,Fe)(P,Sb,As)3, hanno un potenziale per elevati valori di ZT grazie alla loro elevata mobilità elettronica e all'alto Coefficiente di SeebeckIl coefficiente di Seebeck è il rapporto tra la tensione termoelettrica indotta e la differenza di temperatura tra due punti di un conduttore elettrico.coefficiente di Seebeck.

Le skutterudite non caricate a base di CoSb3 sono svantaggiate dalla loro conducibilità termica intrinseca large, che ne abbassa il valore ZT. Tuttavia, questi materiali contengono vuoti in cui possono essere inseriti ioni a bassa coordinazione (solitamente elementi di terre rare). Questi ultimi alterano la Conduttività termicaLa conducibilità termica (λ con unità di misura W/(m-K)) descrive il trasporto di energia - sotto forma di calore - attraverso un corpo di massa come risultato di un gradiente di temperatura (vedi fig. 1). Secondo la seconda legge della termodinamica, il calore fluisce sempre nella direzione della temperatura più bassa.conduttività termica producendo sorgenti per lo scattering dei foni reticolari e diminuiscono la Conduttività termicaLa conducibilità termica (λ con unità di misura W/(m-K)) descrive il trasporto di energia - sotto forma di calore - attraverso un corpo di massa come risultato di un gradiente di temperatura (vedi fig. 1). Secondo la seconda legge della termodinamica, il calore fluisce sempre nella direzione della temperatura più bassa.conduttività termica a causa del reticolo senza ridurre la Conduttività elettrica (SBA)La conducibilità elettrica è una proprietà fisica che indica la capacità di un materiale di consentire il trasporto di una carica elettrica.conduttività elettrica. Ciò fa sì che questi materiali si comportino come un PGEC (phon-glass, electron crystal). Si propone che, per ottimizzare lo ZT, i fononi responsabili della conducibilità termica debbano vivere il materiale come in un vetro (alto grado di dispersione fononica - riduzione della conducibilità termica), mentre gli elettroni debbano vivere il materiale come un cristallo (scarsissima dispersione - mantenimento della conducibilità elettrica).

Conducibilità termica del reticoloe figura di merito di La0.9CoFe3Sb12

L'effetto dell'introduzione di uno strato di nanoparticelle in La0.9CoFe3Sb12 per ridurre la conducibilità termica è stato studiato fino a 550°C. La conducibilità termica (l) è stata calcolata utilizzando la capacità termica (Capacità termica specifica (cp)La capacità termica è una grandezza fisica specifica del materiale, determinata dalla quantità di calore fornita al campione, divisa per l'aumento di temperatura risultante. La capacità termica specifica è correlata all'unità di massa del campione.cp) predeterminata nel DSC 404 F1 Pegasus^®®. La conducibilità termica reticolare è stata trovata calcolando la conducibilità termica elettrica secondo la relazione Wiedemann-Franz e sottraendola dalla ltotale.

A 452°C, lo ZT mostra il suo massimo e il nanocomposito al 5 % in peso presenta lo ZT più elevato, con un miglioramento di quasi il 15% rispetto al campione di controllo privo di nanoparticelle (arancione dots). Questi risultati dimostrano che le nanoparticelle introdotte in sistemi di skutterudite già ottimizzati possono ridurre ulteriormente la Conduttività termicaLa conducibilità termica (λ con unità di misura W/(m-K)) descrive il trasporto di energia - sotto forma di calore - attraverso un corpo di massa come risultato di un gradiente di temperatura (vedi fig. 1). Secondo la seconda legge della termodinamica, il calore fluisce sempre nella direzione della temperatura più bassa.conduttività termica e quindi migliorare lo ZT in un ampio intervallo di temperature.