| Название: | Использование нанотехнологий для многократного увеличения эффективности термоэлектрического метода преобразования энергии |
| Грантодатель: | РФФИ |
| Область знаний: | 08 - ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ИНЖЕНЕРНЫХ НАУК |
| Научная дисциплина: | 08-402 Возобновляемые источники и системы прямого преобразования энергии 02-202 Полупроводники 02-205 Нано- и микроструктуры |
| Ключевые слова: | Преобразование энергии, термоэлектричество, термоэлектрическая эффективность, нанопроволока, латтинжерова жидкость, термоэдс, электрический кондактанс, асбест |
| Время действия проекта: | 2008-2010 |
| Тип: | исследовательский |
| Руководитель(и): | Ведерников,МВ |
| Подразделения: | |
| Код проекта: | 08-08-00442 |
| Финансирование 2008 г.: | 700000 |
| Исполнители: |
Андреев,АА: None
Гольцман,БМ: лаб. физики термоэлементов (Буркова,АТ)
Иванов,ЮВ: лаб. физики термоэлементов (Буркова,АТ)
Пшенай-Северин,ДА: лаб. физики термоэлементов (Буркова,АТ)
Урюпин,ОН: лаб. физики термоэлементов (Буркова,АТ)
Фокин,АВ: лаб. физики анизотропных материалов (Кумзерова,ЮА)
Шабалдин,АА : лаб. физики термоэлементов (Буркова,АТ)
|
Термоэлектрический метод преобразования энергии привлекает возрастающее внимание в связи с увеличением потребления энергии. Метод имеет многие технические преимущества, но его широкое применение ограничивается недостаточной эффективностью известных сейчас термоэлектриков: их безразмерная термоэлектрическая эффективность ZT лишь немного превосходит 1. Недавно теоретически было предсказано, что у низкоразмерных наноструктур значение параметра ZT может достигать 10 из-за повышения в них плотности состояний носителей заряда и понижения теплопроводности. К настоящему времени экспериментально получены термоэлектрические наноструктуры с ZT=2,5. Наша группа предложила новый подход к решению проблемы увеличения эффективности преобразования энергии, который основан на использовании особенностей термоэлектрических свойств электронной латтинжеровой жидкости, образующейся в квазиодномерных нанопроволоках. Технология изготовления таких нанопроволок диаметром 2-10 нм разработана в ФТИ им. А.Ф. Иоффе. В ходе выполнения проекта РФФИ ?05-02-17829-а установлено, что транспортные свойства всех изготовленных и исследованных полупроводниковых нанопроволок хорошо описываются моделью латтинжеровой жидкости, причем, термоэдс этих проволок значительно превышает термоэдс исходных массивных материалов. Настоящий проект развивает начатые исследования. Предполагается создание и исследование термоэлектрических свойств нанопроволок теллура, антимонида индия, висмута и его сплавов с сурьмой, полианилина и полипиррола. Будет проанализировано влияние различных факторов (температуры, состава, режимов синтеза, диаметра) на термоэлектрические свойства нанопроволок. Будет выполнен расчет термоэдс одномерной проволоки, основанный на модели латтинжеровой жидкости. В расчете предполагается учесть влияние токоподводящих проводников, дефектов и нелинейности спектра электронов. В результате этих исследований будут созданы нанопроволоки с максимально возможным термоэлектрическим фактором мощности и оценена перспективность применения нанотехнологий для термоэлектрического преобразования энергии.
