在高性能Mg3 (Bi,Sb)2热电设备的化-烧结方法中的Mg补偿设计
Yali Liu1, Yang Geng1, Yubo Dou1
1College of Materials Science and Engineering, Shenzhen Key Laboratory of Special Functional Materials, Shenzhen Engineering Laboratory for Advanced Technology of Ceramics, Guangdong Research Center for Interfacial Engineering of Functional Materials, Institute of Deep Underground Sciences and Green Energy, Shenzhen University, Shenzhen, 518060, P. R. China.
本研究介绍了N型Mg3(Bi,Sb) 2热电材料的Mg补偿策略,提高了它们的性能和稳定性. 这种简单的方法使低成本,高效的热电装置用于发电和冷却.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 能源转换 能源转换
背景情况:
- 由于高ZT和低Mg成本,N型Mg3(Bi,Sb) 2热电合金为发电和制冷提供了潜力.
- 然而,由于要求苛刻的制备条件和不良的热稳定性,它们的实际应用受到阻碍.
研究的目的:
- 为n型Mg3(Bi,Sb) 2热电材料制定一个简单的Mg补偿策略.
- 通过二维参数路线图来理解Mg空隙形成和扩散机制.
- 为了改善热电性能和热稳定性,用于实际设备应用.
主要方法:
- 简单的化 - 烧结方法用于Mg补偿Mg3(Bi,Sb) 2合金中的Mg.
- 开发2D路线图,将热电参数与烧结温度和时间相关联.
- 热电发电和冷却设备的制造.
主要成果:
- 在Mg3.05Bi1.99Te0.01.01中实现了高重量移动性 (347 cm2 V-1 s-1) 和功率因子 (34 μW cm-1 K-2).
- 在723K获得的峰值ZT为1.55~,Mg3.05(Sb0.75Bi0.25)1.99Te0.01.01的平均ZT为1.25~ (323-723K).
- 在Mg3(Bi,Sb) 2/Fe TE脚中证明了更好的接口连接和热稳定性.
- 制造了一种效率为~5.0%的发电装置,以及一个达到-10.7°C的冷却装置.
结论:
- 补偿策略为高性能Mg3Sb2基热电器提供了一个简单而低成本的途径.
- 这种方法为优化其他热电材料的非静电学缺陷提供了有价值的指南.
- 开发的材料和方法为实用的固态发电和制冷铺平了道路.
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