Design, Synthesis and Characterization of Nanostructured Thermoelectric Materials
Tid: Fr 2021-10-15 kl 10.00
Ämnesområde: Material- och nanofysik Fysik
Respondent: PhD Bejan Hamawandi , Biomedicinsk fysik och röntgenfysik, Nanochemistry
Opponent: Professor MARISOL Martin Gonzalez, Instituto de Micro y Nanotechnologica, IMN CSI, Spanien
Handledare: Professor Muhammet Toprak, Material- och nanofysik
Abstract
Efterfrågan på energi ökar snabbt, vilket leder till mer koldioxidutsläpp och global uppvärmning. Alternativa gröna energikällor är nödvändigt för att skydda kommande generationer från effekterna av miljöföroreningar och global uppvärmning. Under de senaste decennierna har intresset för termoelektriska (TE) material ökat på grund av deras förmåga att direkt omvandla spillvärme till elektricitet. En av strategierna för TE-anpassning är att utveckla effektiva TE-material från i jordskorpan vanligt förekommande och ogiftig föreningar. Inte bara TE-materialens sammansättning, utan också hur de syntetiseras, bör vara miljövänligt för att skapa en grön övergång med minimal negativ miljöpåverkan. Grön mikrovågsassisterad botten upp syntes med vatten och sockeralkohol som lösningsmedel visades vara en möjlig metod för att generera binära och ternära föreningar av Bi2-xSbxTe3, vilka är effektiva vid rumstemperatur. Den i jordskorpan vanligt förekommande och miljövänliga kemiska föreningen kopparselenid (Cu2-XSe), vilken är effektivt vid mellantemperaturer (200-600°C), har syntetiseras genom MW-assisterad termolys. De syntetiserade materialen karakteriserades av deras struktur, mikrostruktur, ytkemi och termoelektriska transportegenskaper och visade betydande förbättringar av TE-prestanda jämfört med material syntetiserade med konventionella metoder, vilket primärt kan tillskrivas bevarandet av nanostrukturer. Betydande resultat har uppnåtts med överlägsna materialegenskaper, samtidigt som tid och energiåtgång reducerats avsevärt. Den utvecklade processen, med minskad tidsåtgång och koldioxidavtryck, erbjuder hållbara syntesvägar för storskalig syntes av effektiva TE-material med nanostrukturer för strategiska energimaterial.