29.04.2025 by Dr. Chiara Baldini
Transformarea căldurii reziduale în energie cu ajutorul tehnologiei Nanoribbon - Îmbunătățirea performanțelor termoelectrice
În știința materialelor avansate, ingineria structurală precisă la scară nanometrică este foarte importantă pentru optimizarea performanței compozitelor ceramice în diverse aplicații, inclusiv în electronică, managementul termic și, în special, în materialele termoelectrice. O provocare fundamentală în acest domeniu este crearea de structuri asimetrice controlate care să optimizeze proprietățile direcționale și eficiența funcțională.
Un studiu recent realizat în colaborare, "Asymmetric structuring of ceramic composite via co-electrospun sodium cobaltite and calcium cobaltite nanoribbons", publicat în Journal of the American Ceramic Society, reprezintă un progres semnificativ spre depășirea acestei provocări. Cercetătorii de la Institutul de Chimie Fizică și Electrochimie din cadrul Universității Leibniz din Hanovra (Germania) și de la Departamentul Wolfson de Inginerie Chimică din cadrul Institutului de Tehnologie Technion-Israel (Haifa, Israel) au utilizat o metodă inovatoare de fabricație numită co-electrospinning. Această variație avansată a electrospinning-ului a permis prepararea precisă a nanoruburilor compozite formate din cobaltită de sodiu (NaCo₂O₄) și cobaltită de calciu (Ca₃Co₄O₉). Abordarea a oferit un control precis asupra microstructurii și texturii ceramice, creând materiale special adaptate pentru îmbunătățirea performanței termoelectrice.
Caracterizare avansată cu NETZSCH DSC și LFA: cheia pentru performanța termoelectrică
Laboratorul nostru de la NETZSCH Analyzing & Testing a contribuit cu analize termice specializate esențiale pentru această cercetare. În special, conductivitatea termică în plan și în afara planului (λ) a fost determinată cu exactitate pe baza difuzivității termice, măsurată utilizând NETZSCH LFA 467 HT HyperFlash, și a valorilor capacității termice specifice, obținute cu NETZSCH DSC 404 F1 Pegasus® .
Aceste măsurători au contribuit la o evaluare cuprinzătoare a comportamentului termic al compozitului.
Studiul a demonstrat performanțe termoelectrice îmbunătățite, cu un factor de putere de 9,9 μW/cm²K² și o valoare ZT de 0,49 la 1073 K, depășind valorile raportate anterior pentru materiale similare pe bază de cobaltită. Aceste îmbunătățiri au fost legate de creșterea conductivității electrice datorată optimizării proprietăților purtătorilor de sarcină în cadrul compozitului nanostructurat.
Această cercetare exemplifică modul în care colaborarea eficientă dintre instituțiile academice și laboratoarele analitice specializate poate accelera progresele în tehnologia materialelor ceramice.
Recunoștințe
Recunoaștem cu recunoștință contribuțiile de cercetare în colaborare ale Institutului de Chimie Fizică și Electrochimie de la Universitatea Leibniz din Hanovra (Germania) și ale Departamentului Wolfson de Inginerie Chimică și ale Programului Nancy & Stephan Grand Technion Energy (GTEP) de la Technion-Israel Institute of Technology (Haifa, Israel). Suntem mândri că am sprijinit acest studiu prin contribuția expertizei noastre și a instrumentarului nostru avansat în domeniul analizei termice.
Aflați mai multe despre NETZSCH Instrumente DSC și LFA pentru aplicații la temperaturi ridicate
