通过老化兴奋剂提高n型Mg3Sb2基材料的热电性能
Jiankang Li1,2, Raju Chetty1, Zihang Liu1
1Research Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA), National Institute for Materials Science (NIMS), Namiki 1-1, Tsukuba, 305-0044, Japan.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|November 13, 2024
概括
与银 (Ag) 配合抗氧化物 (Mg3(Sb,Bi) 2) 的兴奋剂可提高废热能收获的热电性能. 这种优化显著提高了热电设备的转换效率.
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:
- n型Mg3 ((Sb,Bi) 2化合物对热电应用具有前景.
- 优化热电材料对于有效的废热能量收集至关重要.
研究的目的:
- 调查银 (Ag) 兴奋剂对n型Mg3的热电性质的影响 (Sb,Bi) 2.
- 将Ag兴奋剂的影响与之前的铜 (Cu) 兴奋剂研究进行比较.
- 提高能源转化改进的优点 (ZT) 的数字.
主要方法:
- 合成Ag-doped n型Mg3 (((Sb,Bi) 2化合物. 在这种化合物中,Ag-doped n型Mg3 (((Sb,Bi) 2化合物.
- 描述热电性质,包括功率因子和导热率.
- 制造用于效率测试的热电单脚和模块.
主要成果:
- 通过增加电导率,Ag doping在673 K时将功率因子优化为19.6 μW cm-1 K-2 .
- 格子的导热率被抑制到≈0.5 W m-1 K-1 由于Ag原子增强的声子散射.
- 达到673K的峰值值值 (ZT) 为1.64和1.27 (323673K) 的平均ZT.
- 一个热电单脚在673K的温度下显示了约11%的转换效率.
- 一个2对模块在277K的温度差异下实现了约7.9%的转换效率.
结论:
- 银剂是一种有效的策略,可以同时提高功率因子,并降低n型Mg3(Sb,Bi) 2.的晶格导热率.
- 优化的Ag-doped Mg3(Sb,Bi) 2材料显示出升级可持续能源回收技术的巨大潜力.
- 在单脚和模块中实现的转换效率突出显示了这些材料的实际应用性.
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