Oxide Thermoelectric Materials for High Temperature Waste Heat Recovery
Project goals
Direct thermal to electric power generation represents a very prospective method for recovery of the high temperature waste heat. In this context the development of chemically stable and efficient thermoelectric ceramics, composed of nontoxic and price affordable elements, has a key role for extensive application of thermoelectric materials. The project is thus aims to investigate and characterize oxide materials, which form efficient thermoelectric unicouple. The targeted materials are principally derived from layered oxide cobaltates (as p-type legs) and Mn-based perovskites or ZnO (as n-type legs). Apart of the standard thermoelectric requirements for relevant materials, namely the low thermal conductivity, the special care will be focused, given the intense thermal strain and oxidation-reduction conditions at high temperatures, on the functionalization of thermal and electrical interfaces. In this respect we plan to utilize conducting oxide nanotubes, which are able to release mechanical stresses.
Keywords
thermoelectric energy conversionelectrically conducting oxide ceramicsthermoelectric coefficient and thermal conductivity
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 17 (SGA0201300005)
Main participants
Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze / Fakulta chemické technologieContest type
VS - Public tender
Contract ID
13-17538S
Alternative language
Project name in Czech
Oxidové termoelektrické materiály pro konverzi vysokoteplotního odpadního tepla
Annotation in Czech
Přímá termoelektrická konverze je perspektivní způsob využití vysokoteplotního odpadního tepla. Nezbytným krokem pro její extenzivní využití je vývoj chemicky stabilních a účinných termoelektrických keramik, složených z netoxických a cenově dostupných prvků, včetně potřebného technologického pokroku při kompletaci termoelektrického článku. Projekt je tedy zaměřen na výzkum oxidových keramik odvozených od komplexních vrstevnatých oxidů kobaltu (termoelektrikum p-typu) a Mn-perovskitů či ZnO (termoelektrikum n-typu), které výsledně vytvoří vysokoteplotní termoelektrický monočlánek. Kromě základní optimalizace termoelektrických vlastností, zejména snížení tepelné vodivosti, bude vzhledem k intenzivnímu tepelnému namáhání, oxidačním podmínkám a vysokým pracovním teplotám věnována zvláštní pozornost též minimalizaci tepelných a elektrických ztrát na rozhraních materiál/kontakt. V procesu funkcionalizace tepelných a elektrických rozhraní počítáme s využitím oxidových nanotrubic a kovových nanomateriálů, schopných snížit mechanické napětí.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
JJ - Other materials
CEP - secondary branch
BM - Solid-state physics and magnetism
CEP - another secondary branch
JE - Non-nuclear power engineering, energy consumption and utilization
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
20502 - Paper and wood
20503 - Textiles; including synthetic dyes, colours, fibres (nanoscale materials to be 2.10; biomaterials to be 2.9)
20704 - Energy and fuels
21001 - Nano-materials (production and properties)
21002 - Nano-processes (applications on nano-scale); (biomaterials to be 2.9)
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
Benefits of the project for the field of study of thermoelectric ceramics and thermoelectric metrology are indisputable, and aims of the project can be considered more than satisfied. The key point of project output is in Jimp (26), particular results have been presented annually at important international conferences, and during the project, two student thesis were carried out.
Solution timeline
Realization period - beginning
Feb 1, 2013
Realization period - end
Dec 31, 2015
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 10, 2015
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP16-GA0-GA-U/01:1
Data delivery date
Sep 25, 2017
Finance
Total approved costs
6,638 thou. CZK
Public financial support
6,638 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
6 638 CZK thou.
Public support
6 638 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
JJ - Other materials
Solution period
01. 02. 2013 - 31. 12. 2015