Понедельник, Июнь 17, 2024
22.04.2024

Найден более экономичный метод создания качественных термоэлектриков

Ученые НИТУ МИСИС предложили более экономичный и простой метод получения полупроводника на основе оксида цинка (ZnO) для использования в нагревательных устройствах и энергосиловом оборудовании. Материал с улучшенными характеристиками выдерживает температуры, превышающие 700°C.

Оксид цинка — полупроводник, обладающий отличными физико-химическими свойствами, как для создания термоэлектрических преобразователей, так и в качестве материала для высокотемпературного применения. Однако для более широкого применения термоэлектриков на основе ZnO требуется улучшить его электропроводность и снизить теплопроводность.

«Для улучшения качества материала мы добавили примеси, которые увеличивают концентрацию носителей заряда и образуют наноструктуры и дефекты, способствующие снижению теплопроводности. Главная задача – обеспечить равномерное распределение этих добавок и дефектов в объеме материала, а также достичь однородности зёренной структуры», – сказала к.х.н. Жанна Ермекова, научный сотрудник НИЦ «Конструкционные керамические наноматериалы» НИТУ МИСИС.

Исследователи НИТУ МИСИС провели эксперимент и выяснили, какой метод подходит для получения наиболее качественного материала. Вместо традиционного способа синтеза, который включает в себя смешивание в жидкой фазе и последующую термообработку, ученые предлагают использовать метод горения распыленного раствора. Он позволяет значительно упростить процесс, исключая стадию термообработки, сокращая энергозатраты и предотвращая нежелательное отделение легирующих элементов. Подробности исследования описаны в научном журнале Russian Journal of Applied Chemistry.

«Эксперименты показали, что фазовый состав оксида цинка однороден, независимо от используемого в технологии горения топлива: глицина, уротропина, мочевины или лимонной кислоты. Однако каждое из них влияет на морфологию получаемого продукта, например, глицин увеличивает пористость частиц, а мочевина приводит к их уплотнению», – сказал к.т.н. Сергей Росляков, старший научный сотрудник НИЦ «Конструкционные керамические наноматериалы» НИТУ МИСИС.

Исследование ученых НИТУ МИСИС демонстрируют, что синтез горением распыляемого раствора – многообещающий подход для получения однородного материала, который может значительно улучшить эффективность термоэлектриков. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда по гранту №. 22 79-10278.

Больше оперативных новостей читайте в Telegram-канале @ПРОметалл.

Последние публикации

17.06.2024

Холдинг Михаила Прохорова лишили лицензии на Ак-Суг
Кому достанется это месторождение — неизвестно

14.06.2024

Китай и Россия хотят установить контроль над литием Боливии
Каковы позитивные и негативные стороны этого процесса?

14.06.2024

РУСАЛ заработал первые углеродные единицы

Как благодаря экологии создаётся новая биржа с миллиардными оборотами

13.06.2024

Российские и китайские учёные — партнёры навек!
Делегация ЦНИИчермет приняла участие в отраслевой конференции в КНР