通过使用高纯度和回收的机械合金开发的纳米结构高化热电

科学领域:

• 材料科学
• 固态物理
• 能源转换

背景情况:

• 机械合金 (MA) 是一种高能效的方法,用于制造先进的热电材料 (TE).
• 高化 (HMS) 阶段,配方为Mn{\displaystyle \Si_1-xAl_x) _1.75,是有前途的TE材料.
• 研究了 (Al) 合物来增强HMS的热电特性.

研究的目的:

• 通过短时间球磨来合成Al-doped HMS阶段.
• 研究Al替代对HMS结构和电传输性能的影响.
• 评估Al-doped HMS的热电效率,包括那些来自回收的产物.

主要方法:

• 通过机械合金 (MA) 合成 (Si_1-xAl_x) _1.75 (0 ≤ x ≤ 0.05).
• 使用粉末X射线衍射 (XRD) 和扫描电子显微镜 (SEM) 进行表征.
• 测量电传输特性,包括电导率和Seebeck系数.

主要成果:

• MA成功地产生了少量二次MnSi的HMS相,特别是在Al-doped样本中.
• 的替代导致有效的孔,增加载体密度和电导率.
• 在2.5%的化HMS阶段,最高功率 (ZT) 为0.43在773K.
• 使用光伏 (PV) 制造副产品中的合成的HMS由于MnSi含量较高,导致TE效率降低.

结论:

• 通过MA对HMS进行注是提高热电性能的一种可行的策略.
• 存在的MnSi二期影响了TE的效率,特别是在使用回收Si来源时.
• 在HMS中优化Al注提供了高效的热电能转换的潜力.