|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Оксиселениды — соединения химического состава BiCuSeO как перспективный термоэлектрический материалтезисы доклада
- Авторы: Новицкий А.П., Шванская Л.В., Ховайло В.В.
- Сборник: Сборник тезисов IV Международной молодежной научной школы-конференции «Современные проблемы физики и технологий»
- Тезисы
- Год издания: 2015
- Место издания: Москва, Россия
- Первая страница: 204
- Последняя страница: 205
- Аннотация: Технология утилизации бросового тепла становится все более востребованной как решение задач технологического развития тепловых машин и автономного электроснабжения удаленных объектов. Для этого используются так называемые термоэлектрические материалы, способные преобразовывать тепло в электричество напрямую. Для повышения эффективности такого преобразования важно улучшать характеристики термоэлектрических материалов, на базе которых создаются термоэлектрические генераторы. В основе их работы лежит эффект прямого преобразования тепловой энергии в электрическую (эффект Зеебека). Такие устройства устанавливаются на судах, космических аппаратах и на выхлопные системы автомобилей для утилизации бросового тепла и используются для создания автономных источников энергии. Коэффициент полезного действия (КПД) современных термоэлектрических генераторов не превышает 10%. При этом наиболее применяемые термоэлектрические материалы на основе халькогенидов сурьмы и висмута не эффективны при температурах выше 200 °С. Стоит отметить, что повысить эффективность термоэлектрических устройств путем изменения конструкции крайне трудно, поэтому в настоящее время повышение КПД таких систем наиболее целесообразно за счёт использования новых, более эффективных термоэлектрических материалов. Термоэлектрическая эффективность прямо пропорциональна электропроводности и квадрату коэффициента термоЭДС, и обратно пропорциональна теплопроводности материала. Одним из способов увеличения термоэлектрической эффективности является наноструктурирование. Дополнительное рассеяние фононов на границах зерен негативно сказывается на теплопроводности, при этом электропроводность изменяется незначительно за счет эффекта тунеллирования носителей заряда. Оксиселениды химического состава BiCuSeO обладают природно высокой электропроводностью и низкой теплопроводностью. Они эффективны при высоких температурах, что может значительно расширить сферу применения термоэлектрических материалов. Помимо этого, есть ещё одно неоспоримое преимущество, это их термостабильность в атмосфере вплоть до 700 °С, за счет наличия в структуре оксидных слоев. В МГУ на кафедре Физики низких температур и сверхпроводимости методом двухступенчатого твердофазного синтеза была получена серия образцов оксиселенидов химического состава BiCuSeO, BiCu1-xCoxSeO и Bi1-xNaxCuSeO1-xFx в виде порошков. В НИТУ «МИСиС» проводилось спекание этих образцов методом искрового плазменного спекания и исследование термоэлектрических свойств. Полученные значения термоэлектрической эффективности ZT = 0,6 соответствуют лучшим мировым показателям. В результате выполнения работы ожидается оптимизация состава и технологии получения оксиселенидов, установление зависимости термоэлектрической эффективности от содержания легирующих элементов в интервале температур от 300 до 900 К. Литература 1. Булат Л.П., Ведерников М.В., Вялов А.П. и др. Термоэлектрическое охлаждение: Текст лекций. Под общ. ред. Л.П. Булата. (СПб.: СПбГУНиПТ, 2002). 2. Mikko Ruoho. «Nanostructured thermoelectric materials». School of Electrical Engineering.– 48 (2012). 3. Fu Li, Jing-Feng Li, Li-Dong Zhao and others. «Polycrystalline BiCuSeO oxide as a potential thermoelectric material». Energy & Environmental Science.– №5 (2012). 4. Li-Dong Zhao, Jiaqing He, David Berardan and others. «BiCuSeO oxyselenides: new promising thermoelectric materials». Energy & Environmental Science (2014).
- Добавил в систему: Новицкий Андрей Павлович