Thermal and phase stability of advanced thermoelectric materials
Project goals
As waste heat can serve as renewable energy if it is converted into electricity by thermoelectric materials, the research in the field of new non-toxic thermoelectrics is of great importance for materials engineering in automotive and aerospace industry, electronics and others. Improvement of thermoelectrics involves their thermoelectric properties and also their long-term stability. Skutterudites and half-Heusler alloys are the most promising materials. However, both groups contain constituents, which are volatile at device operation temperatures so that progressing degradation impairs their thermoelectric properties. The innovative aspect of the project is in determination of the vaporization characteristics of volatile components by means of Knudsen effusion mass spectrometry and in study of kinetics of respective processes. These data, together with those on phase equilibria and microstructure will provide a physically based understanding of degradation processes of macrocrystalline and nano-structured thermoelectrics and a detailed knowledge on their long term stability.
Keywords
ThermoelectricsThermal stabilityThermodynamicsThermal analysisKnudsen effusion mass spectrometryMicrostructureElectron microscopySevere deformation
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 21 (SGA0201700001)
Main participants
Masarykova univerzita / Středoevropský technologický institut
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
17-12844S
Alternative language
Project name in Czech
Tepelná a fázová stabilita pokročilých termoelektrických materiálů
Annotation in Czech
Zkoumání nových perspektivních netoxických termoelektrických materiálů je důležité pro materiálové inženýrství v automobilovém a leteckém průmyslu, v elektronice a v dalších oblastech, protože tyto materiály jsou schopny přeměnit odpadní teplo na elektrickou energii. Vývoj termoelektrik zahrnuje zlepšení jejich termoelektrických vlastností a dlouhodobé stability. Skutterudity a tzv. half-Heuslerovy slitiny jsou nejslibnější materiály. Obě skupiny slitin ale obsahují složky, které jsou při provozních teplotách těkavé a probíhající degradační procesy zhoršují termoelektrické vlastnosti. Inovační přístup projektu je ve stanovení vypařovací charakteristiky těchto těkavých složek prostřednictvím Knudsenovy efúzní hmotnostní spektrometrie a studiu kinetiky příslušných procesů. Tyto údaje spolu s údaji o fázových rovnováhách a mikrostruktuře poskytnou fyzikálně podpořenou charakterizaci makrokrystalických a nano-strukturních termoelektrik s vysokou účinností, detailní znalost o jejich dlouhodobé provozní stabilitě a pochopení degradačních procesů.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
BJ - Thermodynamics
CEP - secondary branch
CF - Physical chemistry and theoretical chemistry
CEP - another secondary branch
JE - Non-nuclear power engineering, energy consumption and utilization
10403 - Physical chemistry
20303 - Thermodynamics
20704 - Energy and fuels
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2017
Realization period - end
Dec 31, 2021
Project status
—
Latest support payment
Apr 26, 2019
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP21-GA0-GA-R/13:1
Data delivery date
Feb 22, 2021
Finance
Total approved costs
6,971 thou. CZK
Public financial support
6,077 thou. CZK
Other public sources
894 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
6 971 CZK thou.
Public support
6 077 CZK thou.
87%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BJ - Thermodynamics
Solution period
01. 01. 2017 - 31. 12. 2021