| Название: | Повышение эффективности термоэлектрического преобразования энергии путем создания нанопроволочных термоэлектриков |
| Грантодатель: | РФФИ |
| Область знаний: | 08 - ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ИНЖЕНЕРНЫХ НАУК |
| Научная дисциплина: | 02-202 Полупроводники 02-205 Нано- и микроструктуры |
| Ключевые слова: | Преобразование энергии, термоэлектричество, термоэлектрическая эффективность, нанопроволока, латтинжерова жидкость, термоэдс, электрический кондактанс, асбест, пористое стекло |
| Время действия проекта: | 2012-2014 |
| Тип: | исследовательский |
| Руководитель(и): | Урюпин,ОН |
| Подразделения: | |
| Код проекта: | 12-08-00688 |
| Финансирование 2012 г.: | 800000 |
| Исполнители: |
Иванов,ЮВ: лаб. физики термоэлементов (Буркова,АТ)
Новиков,СВ
Пшенай-Северин,ДА: лаб. физики термоэлементов (Буркова,АТ)
Фокин,АВ: лаб. физики анизотропных материалов (Соколова,ИА)
Шабалдин,АА : лаб. физики термоэлементов (Буркова,АТ)
|
Термоэлектрический метод преобразования энергии имеет весомые преимущества перед другими альтернативными методами, но расширение области применения этого метода ограничивается недостаточной эффективностью используемых к настоящему времени термоэлектриков: их безразмерная термоэлектрическая эффективность ZT лишь немного превосходит 1. Недавно теоретически было предсказано, что у низкоразмерных наноструктур значение параметра ZT возрастает при понижении размерности и может достигать 10 из-за повышения плотности состояний носителей заряда и понижения теплопроводности. К настоящему времени экспериментально получены отдельные опытные образцы термоэлектрических наноструктур с ZT~3. Нами предлагается использование особенностей термоэлектрических свойств электронной латтинжеровой жидкости, образующейся в квазиодномерных нанопроволоках как новый подход к решению проблемы увеличения эффективности преобразования энергии. В основе этого подхода лежит применение технологии изготовления нанопроволок диаметром 2-10 нм, разработанной в ФТИ им. А.Ф. Иоффе. В ходе выполнения преврарительных работ 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 нами исследования. Предполагается создание и исследование термоэлектрических свойств нанопроволок таких термоэлектрических материалов как селен, теллур, антимонид индия, висмут, сурьма и их сплавы. Будет проанализировано влияние различных факторов (состава, диаметра, структуры и температуры) на термоэлектрические свойства нанопроволок. Будет выполнен расчет термоэдс одномерной проволоки, основанный на модели латтинжеровой жидкости. В расчете предполагается учесть влияние дефектов и токоподводящих проводников. В результате этих исследований будут созданы нанопроволоки с максимально возможным термоэлектрическим фактором мощности и проведен анализ возможности создания ветвей термоэлемента из пучков параллельных нанопроволок.
