Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Synthesis and Characterization of Antimony Telluride for Thermoelectric and Optoelectronic Applications

100%

Zybała R. , Mars K. , Mikuła A. , Bogusławski J. , Soboń G. , Sotor J. , Schmidt M. , Kaszyca K. , Chmielewski M. , Ciupiński L. , Pietrzak K.

|

tom Vol. 62, iss. 2B

1067--1070

EN

Antimony telluride (Sb2 Te3 ) is an intermetallic compound crystallizing in a hexagonal lattice with R-3m space group. It creates a c lose packed structure of an ABCABC type. As intrinsic semiconductor characterized by excellent electrical properties, Sb2 Te3 is widely used as a low-temperature thermoelectric material. At the same time, due to unusual properties (strictly connected with the structure), antimony telluride exhibits nonlinear optical properties, including saturable absorption. Nanostructurization, elemental doping and possibilities of synthesis Sb2 Te3 in various forms (polycrystalline, single crystal or thin film) are the most promising methods for improving thermoelectric properties of Sb2Te3.Applications of Sb2 Te3 in optical devices (e.g. nonlinear modulator, in particular saturable absorbers for ultrafast lasers) are also interesting. The antimony telluride in form of bulk polycrystals and layers for thermoelectric and optoelectronic applications respectively were used. For optical applications thin layers of the material were formed and studied. Synthesis and structural characterization of Sb2 Te3 were also presented here. The anisotropy (packed structure) and its influence on thermoelectric properties have been performed. Furthermore, preparation and characterization of Sb2 Te3 thin films for optical uses have been also made.

2

Influence of Spark Plasma Sintering Temperature on Microstructure and Tthermoelectric Properties of Cu-Doped Bi0.5Sb1.495Te3 Compound

100%

Lee C.-H. , Dharmaiah P. , Song J.-W. , Jeong K.-Y. , Hong S.-J.

|

tom Vol. 65, iss. 3

1105--1110

EN

Due to air pollution, global warming and energy shortage demands new clean energy conversion technologies. The conversion of industrial waste heat into useful electricity using thermoelectric (TE) technology is a promising method in recent decades. Still, its applications are limited by the low efficiency of TE materials in the operating range between 400-600 K. In this work, we have fabricated Cu0.005 Bi0.5Sb1.495Te3 powder using a single step gas atomization process followed by spark plasma sintering at different temperatures (623, 673, 723, and 773 K), and their thermoelectric properties were investigated. The variation of sintering temperature showed a significant impact on the grain size. The Seebeck coefficient values at room temperature increased significantly from 127 μVK to 151 μV/K with increasing sintering temperature from 623 K to 723 K due to decreased carrier concentration. The maximum ZT values for the four samples were similar in the range between 1.15 to 1.18 at 450 K, which suggest these materials could be used for power generation in the mid-temperature range (400-600 K).

3

Elastic Constants by Resonant Ultrasound Spectroscopy – Application to Thermoelectrics and Aluminum Alloys

100%

Klobes B.

|

2019

|

tom nr 112

60--68

EN

Resonant ultrasound spectroscopy is a non-destructive technique for determining the elastic constants of a material. In the context of thermoelectric materials, elastic constants can be used to investigate the speed of sound and, thus, the lattice thermal conductivity of a substance. For Mg2Si-Mg2Sn solid solutions, a possible connection between shear modulus and band convergence can be assumed in that way. Moreover, the rather low speed of sound in this system points towards a high contribution of optical phonons to thermal conductivity. Additionally, significant resonance frequency shifts are observed during natural aging of technical Al-Cu-Mg and Al-Mg-Si alloys, which are proposed to assist investigation of the early stages of clustering in the future.

4

Effect of Surfactant Addition on Bi2Te3 Nanostructures Synthesized by Hydrothermal Method

100%

Dharmaiah P. , Lee C. H. , Madavali B. , Hong S.-J.

|

tom Vol. 62, iss. 2B

1005--1010

EN

In the present work, we have prepared Bi2Te3 nanostructures with different morphologies such as nano-spherical, nanoplates and nanoflakes obtained using various surfactant additions (EG, PVP, and EDTA) by a hydrothermal method. The shape of the nanoparticles can be controlled by addition of surfactants. The samples were characterized by x-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). It is found that the minority BiOCl phase disappears after maintained pH at 10 with EG as surfactant. SEM bulk microstructure reveals that the sample consists of fine and coarse grains. Temperature dependence of thermoelectric properties of the nanostructured bulk sample was investigated in the range of 300-450K. The presence of nanograins in the bulk sample exhibits a reduction of thermal conductivity and less effect on electrical conductivity. As a result, a figure of merit of the sintered bulk sample reached 0.2 at 400 K. A maximum micro Vickers hardness of 102 Hv was obtained for the nanostructured sample, which was higher than the other reported results.

5

Characterization of nanostructured bulk cobalt triantimonide doped with tellurium and indium prepared by pulsed plasma in liquid method

100%

Zybała R. , Schmidt M. , Kaszyca K. , Chmielewski M. , Kruszewski M. J. , Jasiński M. , Rajska M. , Ciupiński Ł.

|

tom Vol. 68, nr 1

125--134

EN

One of the ways to decrease thermal conductivity is nano structurization. Cobalt triantimonide (CoSb3) samples with added indium or tellurium were prepared by the direct fusion technique from high purity elements. Ingots were pulverized and re-compacted to form electrodes. Then, the pulsed plasma in liquid (PPL) method was applied. All materials were consolidated using rapid spark plasma sintering (SPS). For the analysis, methods such as X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and scanning transmission electron microscopy (STEM) with a laser flash apparatus (LFA) were used. For density measurement, the Archimedes’ method was used. Electrical conductivity was measured using a standard four-wire method. The Seebeck coefficient was calculated to form measured Seebeck voltage in the sample placed in a temperature gradient. The preparation method allowed for obtaining CoSb3 nanomaterial with significantly lower thermal conductivity (10 Wm–1K–1 for pure CoSb3 and 3 Wm–1K–1 for the nanostructured sample in room temperature (RT)). The size of crystallites (from SEM observations) in the powders prepared was about 20 nm, joined into larger agglomerates. The Seebeck coefficient, α, was about –200μVK–1 in the case of both dopants, In and Te, in microsized material and about −400 μK−1 for the nanomaterial at RT. For pure CoSb3 , α was about 150 μVK−1 and it stood at −50 μVK−1 for nanomaterial at RT. In bulk nanomaterial samples, due to a decrease in electrical conductivity and inversion of the Seebeck coefficient, there was no increase in ZT values and the ZT for the nanosized material was below 0.02 in the measured temperature range, while for microsized In-doped sample it reached maximum ZT = 0.7 in (600K).

6

Materiały termoelektryczne w urządzeniach chłodniczych i generatorach prądu elektrycznego

86%

Ruciński A.

|

2013

|

tom R. 48, nr 10

14--16

PL

W pracy przypomniano miejsca zastosowania materiałów termoelektrycznych w szeroko rozumianej technice chłodniczej. Pokazano nowe materiały oraz możliwość zastosowania modułów termoelektrycznych w generatorach prądu elektrycznego wykorzystujących ciepło odpadowe pochodzące z odnawialnych i nieodnawialnych źródeł energii. Opisano najnowsze rozwiązania technologiczne, które mają szanse na przyszłe ich zastosowanie w motoryzacji i tych dziedzinach techniki, w których przetwarzane są różne formy energii.

EN

The paper reminds the application area of thermoelectric materials in cooling and refrigeration technologies. The new materials are presented and the possibility of using thermoelectric modules in electricity generators in which waste heat from renewable and non-renewable energy sources is used. The latest technological developments are described that have a chance for their future use in automotive and energy conversion technologies.

7

Otrzymywanie i właściwości termoelektryczne CoSb3 typu p i n

86%

Wojciechowski K. T. , Leszczyński J.

|

tom Vol. 46, nr 2-3

35-36

PL

Opisano otrzymywanie polikrystalicznych próbek CoSb₃ typu p i n domieszkowanego Sn i Te. Wykonano badania strukturalne, analizę składu oraz pomiary właściwości termoelektrycznych. Określono optymalne zawartości domieszek w celu uzyskania maksymalnej wartości współczynnika etektywności termoelektrycznej ZT.

EN

Polycrystalline p and n doped CoSb₃ materials with various contents of Sn and Te have been obtained. Structural, phase analysis and thermoelectric properties have been investigated. Optimal contents of impurities for maximum figure of merit ZT have been determined.

8

Nanoproszki i warstwy z materiałów termoelektrycznych-otrzymywanie i charakterystyka

86%

Wojciechowski K. , Gajerski R. , Grzonka J. , Mania R. , Mars K. , Morgiel J. , Zybała R.

|

2009

|

tom Vol. 50, nr 9

65-67

PL

Przedstawiono wybrane wyniki prac dotyczące dwóch metod otrzymywania nanostrukturalnych materiałów termoelektrycznych z grupy skutterudytów oraz warstw tellurku antymonu. Nanoproszki CoSb₃ otrzymywane były metodą rozkładu termicznego aerozoli a następnie redukcji w atmosferze wodoru. Warstwy tellurku antymonu wytwarzano techniką impulsowego rozpylania magnetronowego. Otrzymane materiały poddane były szczegółowym badaniom mikrostruktury i składu fazowego oraz właściwości termoelektrycznych.

EN

The paper presents selected results of two methods of preparation of nanostructured thermoelectric materials from group of skutterudites and antimony telluride layers. Nanopowders ot CoSb₃ were obtained using thermal decomposition and reduction of aerosol s in the atmosphere of hydrogen. Antimony telluride layers were produced by pulse magnetron sputtering. The materials were subject of detailed examination of the microstructure, phase composition and thermoelectric properties.

9

Nanostrukturalne materiały termoelektryczne

86%

Wojciechowski K.

|

2009

|

tom Vol. 50, nr 9

68-71

PL

W artykule dokonano zwięzłego przeglądu najważniejszych koncepcji dotyczących nowej grupy nanostrukturalnych materiałów termoelektrycznych. Dzięki kwantowym efektom rozmiarowym możliwe jest zwiększenie ponad dwukrotnie efektywności konwersji energii w stosunku do dotąd stosowanych klasycznych materiałów litych. Nowe materiały nanostrukturalne mogą znaleźć szerokie zastosowanie w m.in. w elektronice do konstrukcji miniaturowych elementów chłodzących oraz mikrogeneratorów termoelektrycznych.

EN

A brief overview of key concepts of a new group of nanostructured thermoelectric materials is given. Owing to quantum size effects it is possible to increase the efficiency of energy conversion, in relation to previously used c1assical bulk materials, more than twice. New nanostructured materials may find wide application, especially in electronics, in manutacture of miniature thermoelectric coolers and microgenerators.

10

Influence of Spark Plasma Sintering Temperature on Microstructure and Thermoelectric Properties of Cu-Doped Bi0.5Sb1.495Te3 Compound

86%

Lee C.-H. , Dharmaiah P. , Song J.-W. , Jeong K.-Y. , Hong S.-J. , Lee C.-H. , Dharmaiah P. , Song J.-W. , Jeong K.-Y. , Hong S.-J.

|

nr 3

11

Złącza CoSb3/Cu z barierami dyfuzyjnymi otrzymanymi techniką rozpylania magnetronowego

86%

Zybała R. , Mania R. , Wojciechowski K.

|

tom T. 62, nr 1

65-69

PL

Przedmiotem pracy jest opracowanie złącz kontaktowych pomiędzy półprzewodnikowym materiałem termoelektrycznym CoSb3, a elektrodą miedzianą oraz dobór odpowiednich warstw ochronnych hamujących procesy dyfuzji na granicy złącz. Złącza CoSb3/Cu wytwarzane były techniką lutowania rezystancyjnego w atmosferze gazów ochronnych (90% Ar + 10% H2) z użyciem lutów Ag-Cu. Bariery dyfuzyjne (Ni, Mo, Cr80Si20) nanoszono metodą rozpylania magnetronowego na elementy wykonane z polikrystalicznego CoSb3. Mikrostrukturę oraz skład chemiczny złącz badano za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM) z rentgenowskim analizatorem dyspersji energii EDX. Badania parametrów elektrycznych złącz kontaktowych takich jak rezystancja, charakterystyki prąd-napięcie, wykonano na specjalnie przygotowanym do tego celu stanowisku pomiarowym. Przeprowadzono pomiary współczynników rozszerzalności cieplnej materiału termoelektrycznego oraz lutowia.

EN

The goal of the present work was to develop the junctions between CoSb3 semiconducting thermoelectric material and a copper electrode,as well as the selection of appropriate protective layers, which inhibit diffusion processes at a junctions area. The CoSb3/Cu junctions were formed by resistance soldering technique in the protective atmosphere of 90% Ar + 10% H2, using Ag-Cu based solders. Diffusion layers (Ni, Mo, Cr80Si20) were prepared by magnetron sputtering technique and deposited on polycrystalline element made of CoSb3. The microstructural properties and chemical compositions of the junction area were analyzed by a scanning electron microscope (SEM) equipped with energy-dispersive X-ray analyzer (EDX). Measurements of electrical properties of the junctions such as resistance and current–voltage characteristics were performed on an apparatus designed especially for this purpose. Thermal expansion coefficients of the thermoelectric material and the solder were also characterized.

12

Termoelektryczna generacja mocy elektrycznej wykorzystująca promieniowanie słoneczne : Przykłady zastosowań

72%

Ruciński A.

Polska Energetyka Słoneczna

|

2017

|

tom nr 1-4

1--4

PL

Praca przedstawia teoretyczne podstawy termogeneracji prądu elektrycznego kosztem różnicy temperatury pomiędzy źródłem ciepła a otoczeniem. W zastosowaniach praktycznych jest to odpadowe źródło ciepła pozwalające zwiększać energooszczędność układów cieplnomechanicznych korzystających ze spalania paliw kopalnych lub promieniowania słonecznego. W artykule przypomniano zalety i wady materiałów termoelektrycznych, jednocześnie wskazując intensywny postęp w poszukiwaniu doskonalszych materiałów wykorzystywanych do budowy modułów termoelektrycznych np. półprzewodników pochodzenia organicznego. W artykule pokazano przykłady prototypowych urządzeń, w których do generacji prądu elektrycznego wykorzystuje się energię promieniowania słonecznego. Sprawność tego typu urządzeń już w tej chwili sięga kilkunastu procent.

13

Reducing of nitrogen oxides emissions in a combustion engine by ceramic oxygen conductors and thermoelectric materials

72%

Merkisz J. , Fuć P. , Lijewski P. , Wojciechowski K.

|

tom R. 46, nr SC3

218-225

EN

There are several ways of reducing the content of nitrogen oxides in exhaust gases of combustion engines. The most frequently applied solution has been the use of a catalyst located in the engine's exhaust system (unfortunately efficiency of DeNOx catalyst is not high) or EGR system. Less popular and more technically challenging solutions are based on a system mounted in the exhaust part of the engine and consisting of an injector that distributes a highly reducing agent, usually urea, to the exhaust gaseous. The subject of this paper is to present a concept of reducing NOx emissions in a combustion engine based on elimination of nitrogen from a supply system. The use of the oxygen separator, composed of the ceramic ionic conductor, together with an electrical supply system based on thermoelectric materials that utilizes exhaust heat is the main assumption of the proposed solution.

14

Generacja termoelektryczna w przemyśle i w domu

72%

Jezierski J. , Jabłczyńska J. , Kalbarczyk K. , Janczylik M. , Rusowicz A.

|

tom R. 53, nr 3

30--38

PL

W pracy opisano podstawy fizyczne procesu generacji energii elektrycznej za pomocą ogniw Peltiera przy wykorzystaniu efektu Seebeck’a. Omówino wady i zalety generatorów termoelektrycznych (TEG) oraz ich zastosowania, zarówno komercyjnie dostępne, jak i te będące w fazie badań. W części projektowej przedstawiono koncepcję zastosowania modułów TEG jako źródła energii wykorzystywanej do celów oświetleniowych w budynkach przemysłowych oraz domach jednorodzinnych. Idea opiera się na wykorzystaniu ciepła pochodzącego z nagrzewania się powierzchni dachów podczas intensywnego oddziaływania promieniowania słonecznego. Przeprowadzono analizę zapotrzebowania na energię elektryczną, możliwości generacji oraz ekonomiczną.

EN

In this paper we introduce basic principles of the Seebeck effect phenomenon, which induce power generation in Peltier modules. The benefits and weaknesses of thermoelectric generators are described as well as commercial applications and those still in development. In the project section there’s our main conception of TEG usage presented, which bases on the idea of utilization heat from roof’s surface that is heated by the Sun radiation. TEG is then powering a LED lightening system. The analysis of electric power demand, feasible power generation and economic results are also included.

15

Materiały termoelektryczne w odbiorze ciepła odpadowego

58%

Zawadzka E.

|

tom nr 3

44--47