Синтез і термоелектричні властивості наноструктурованих матеріалів

Синтез і термоелектричні властивості наноструктурованих матеріалів на основі твердих розчинів Pb(Sn)-Cd(Zn)-Te

Тривалість проекту: жовтень 2017- вересень 2019

Грантхолдер: ДВНЗ «Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника» (Грант Міністерства освіти і науки України для молодих вчених)

Мета проекту: Розробка і оптимізація хімічного складу та технологічних процесів отримання термоелектричних матеріалів на основі легованих твердих розчинів Pb(Sn)Cd(Zn)Te для термоелектричних модулів, що функціонують в температурному діапазоні (500-850) К.

Завдання проекту:

  1. Провести синтез бездомішкових та легованих твердих розчинів Pb(Sn)Cd(Zn)Te:M (M =Sb, Bi, Ag, Au).
  2. Провести дослідження зміни фазового складу та структурного стану в залежності від технологічних умов отримання матеріалу та його хімічного складу.
  3. Провести дослідження температурної залежності термоелектричних параметрів зразків за різних хімічних складів, розмірів фракцій та тисків пресування.
  4. Провести дослідження залежності термоелектричних параметрів зразків від умов термічної обробки зразків.
  5. Оптимізувати технологію комутації термоелементів, виготовити термоелектричний модуль та провести вимірювання його вольт-амперних характеристик.
  6. Визначити умови експлуатації термоелектричних перетворювачів, що забезпечують оптимальну ефективність для використання в якості генераторів електричної потужності.

Очікувані результати:

  1. В результаті виконання проекту буде отримано графічні і табличні залежності структурних параметрів (фазовий склад, параметр елементарної комірки) і термоелектричних характеристик (питома електропровідність, коефіцієнти Зеебека та теплопровідності) від хімічного складу та технологічних умов отримання полікристалічного злитку і пресованого термоелемента (температурні режими синтезу, розмір фракцій, тиск пресування, температура відпалу). Для термоелементів також будуть отримані температурні залежності термоелектричних параметрів в області температур 300-700 К.
  2. Для термогенераторів, виготовлених на основі досліджуваних термоелементів, будуть отримані вольт-амперні характеристики, а також їх температурні залежності.
  3. Будуть враховані потреби для військової та оборонної техніки, для яких необхідні автономні джерела енергії та холодильні пристрої. З поміж усіх діючих такого роду пристроїв саме термоелектричні генератори є найбільш перспективними.

Контактна особа і менеджер проекту в Прикарпатському національному університеті ім. Василя Стефаника: Ігор ГОРІЧОК, к.х.н., с.н.с., докторант, e-mail: horichokihor@gmail.com