在YbCd₂Sb₂/Mg₃Sb₂中实现≈9.0%的超高转换效率,用于热电发电的Zintl模块

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 固态物理 固态物理
• 热电学是一种热电学.

背景情况:

• YbCd2Sb2 Zintl化合物显示出热电应用的前景.
• 在 YbCd2Sb2 中的晶场分裂为带结构工程提供了机会.
• 之前没有报告过基于YbCd2Sb2的热电装置.

研究的目的:

• 为了合成和描述基于YbCd2Sb2的新型化合物.
• 通过兴奋剂和合金来优化热电性质.
• 制造和评估基于YbCd2Sb2的热电模块的性能.

主要方法:

• 精确的化学组成控制合成单相YbCd1.5Zn0.5Sb2.
• YbMg2Sb2合金用于增强缺陷形成能量和优化载体度.
• 带结构操纵和实验研究.
• 在模块制造中使用Fe90Sb10扩散屏障进行过渡性液相粘合.

主要成果:

• 在700K时,YbCd1.425Zn0.475Mg0.1Sb2.2的高峰ZT值达到了1.43~.
• 一个YbCd2Sb2/Mg3(Sb,Bi) 2热电模块在430K的热差处表现出~9.0%的转换效率.
• 制造的模块表现出良好的热稳定性.

结论:

• 这项研究成功开发了基于YbCd2Sb2的材料,具有增强的热电特性.
• 制造了第一个基于YbCd2Sb2的热电装置,实现了高转换效率.
• 这些发现为YbCd2Sb2材料和设备在中温热回收方面铺平了道路.