Yarıiletken termoelektrik malzemelerin ve jeneratörlerin yenilikçi yaklaşımlarla üretilmesi ve geliştirilmesi

Termoelektrik kelimesi, yapı itibariyle sıcaklık ve elektrik kelimelerinin bileşiminden oluşan, ortamdaki sıcaklık farkı ile çalışan ve bu çalışma sonucunda elektrik üretebilen yarıiletken malzemelerin genel ismidir. Yapılan bu çalışmanın hedefi, yüksek sıcaklıklarda da çalışabilen yarıiletken termoelektrik malzemelerin ve termoelektrik jeneratörlerin yenilikçi yaklaşımlarla üretilmesi, geliştirilmesi ve otomobil egzoz sistemine uygulanmasıdır. Bu çalışmada, otomobillerin motorlarından güç alarak çalışan ve aküyü şarj eden şarj dinamosu yerine, otomobilin egzoz sistemine yerleştirilecek termoelektrik jeneratörle elektrik üreterek aküyü şarj etmek ve dolayısı ile motor verimini artırarak yakıt tüketiminin azaltılmasını sağlayacak olan malzemelerin üretilmesi hedeflenmiştir. Bu kapsamda, termoelektrik jeneratör üretiminde kullanılacak seramik esaslı p- ve n- tipi termoelektrik yarıiletken malzemeler sol-jel yöntemi ile üretilmiştir. P- tipi tozların üretimi için kalsiyum kobalt oksite gümüş ile birlikte ilk defa nadir toprak elementleri (Lantan ve Europyum) katkılanmıştır. Diğer yandan n-tipi malzemelerin üretimi için çinko oksite alüminyum ve germanyum katkılanarak çinko alüminyum germanyum oksit tozları sentezlenmiştir. Belirtilen malzemelerin Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi(FTIR), Diferansiyel Termal Analiz ve Termogravimetrik Analiz(DTA-TG), X-Işını Difraksiyonu(XRD) ve X-Işını Fotoelektron Spektroskopisi(XPS) analizleri gerçekleştirilmiş ve yorumlanmıştır. Üretilen yarıiletken seramik malzemelerin termoelektrik jeneratör üretiminde verimli olarak kullanılabilir olduğu tespit edilmiştir.