Yapısal faz geçişi gösteren termoelektrik malzemelerin taşınım özellikleri

Yenilenebilir, sürdürülebilir ve çevre dostu enerji dönüştürme teknolojilerinin geliştirilmesi, mevcut ve yaklaşmakta olan küresel enerji krizinin üstesinden gelmek için çok önemlidir. Termoelektrik malzemeler kullanılarak atık ısı geri kazanımı, enerji sürdürülebilirliğini desteklemek için umut verici bir çözüm olarak ortaya çıkmıştır. Termoelektrik malzemelerin verimliliği, ısıyı elektriğe dönüştürme verimliliğini temsil eden zT değerlerine bağlıdır. Termoelektrik malzemelerde optimum zT değerlerine ulaşmak, taşınım özelliklerinin birbirine bağlı olması nedeniyle karmaşık ve zorlu bir görevdir. Bu tez çalışması, faz değiştiren ikili bakır kalkojenitler (Cu3-xTe2 ve Cu2Se) ve Li3Sb'nin yanı sıra p-tipi NbCoSn malzemelerinin sentezi, karakterizasyonu ve termoelektrik taşınım özelliklerinin ayrıntılı bir araştırmadır. Sentetik rickardite minerali, Cu3-xTe2 iki faz geçişi göstermiştir ve ikinci faz geçiş sonrası termoelektrik performansında artış gözlemlenmiştir. Buna ek olarak, Zn- ve Ag-ikameleri, faz geçiş sıcaklığını ve taşınım özelliklerini etkilemiştir. Bunun yanı sıra, başka bir orta sıcaklık termoelektrik malzemesi olan Cu2Se malzemesinin performansı incelenmiştir. Bu çalışma için iki sentez yöntemi kullanılmış olup, nano-B veya C-kaplı nano-B'nin eklemesinin taşınım özelliklerine etkisi araştırılmıştır. c-Li3Sb, yüksek enerjili bilyeli öğütme yöntemiyle sentezlenmiş olup stres/basınç kaynaklı faz geçişi gözlemlenmiştir. c-Li3Sb'nin termoelektrik özellikleri, dejenere yarı iletken davranış göstermiştir, ancak havaya olan duyarlılığı, enerji toplama uygulamalarında zorluklar oluşturmaktadır. Bunun dışında, p-tipi NbCoSn'nin zayıf termoelektrik performansı, Co-eksikliği ve Zr-ikame yöntemleri kullanılarak araştırılmıştır. Zr ikamesinin, malzemenin termoelektrik özelliklerini iyileştirmede daha etkili olduğu bulunmuştur.