Исследователи разработали новый недорогой электрический контактный материал для термоэлектрических устройств, который стабилен при высоких температурах и дает эффективность преобразования более 10 процентов.
Исследователи из Международного центра перспективных исследований порошковой металлургии и новых материалов (ARCI), автономного института Департамента науки и технологий, спроектировали и разработали термоэлектрические модули с использованием соединений теллурида свинца (PbTe) и силицида станнита магния (Mg2Si1-xSnx). , говорится в сообщении министерства науки и технологий Союза во вторник.
Эта работа недавно была опубликована в журнале «Materials Research Bulletin».
Термоэлектрический материал может генерировать электричество, используя разницу температур между двумя его сторонами. Термоэлектрическое устройство также может функционировать как небольшой тепловой насос, перемещая тепло от одной стороны устройства к другой.
Термоэлектрические материалы преобразуют тепловую энергию непосредственно в электричество посредством процесса, который включает в себя процесс диффузии электронов и фотонов в твердом состоянии. Хотя этот принцип известен уже два столетия, он имел ограниченное применение, поскольку эффективность преобразования энергии большинства известных термоэлектрических материалов очень низка. Нанотехнологии принесли инновации для повышения эффективности материалов, но применение таких инноваций на массовом рынке остается ограниченным из-за низкой эффективности преобразования устройств, составляющей 6-10 процентов. Это делает производимую электроэнергию более дорогостоящей, чем при использовании других технологий.
В текущем исследовании был синтезирован порошок станнида силицида магния, легированного висмутом, путем индукционной плавки составляющих элементов и шаровой мельницы отвержденных слитков, подвергнутых горячему прессованию с порошками SS304 и меди (Cu). Удельное контактное сопротивление соединения составляет около 4,4 uU.cm2, что является самым низким значением, зарегистрированным на данный момент для этого материала, говорится в сообщении, добавляя: «Соединение показало отличную термическую стабильность при температуре до 450 градусов Цельсия при испытаниях в течение 15 дней с незначительное изменение толщины реакционных слоев на границе раздела. Благодаря использованию этих соединений было успешно разработано термоэлектрическое устройство, которое прошло испытания на его рабочие характеристики ».
С исследованием можно ознакомиться здесь: https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2020.111147.