Développement de nouveaux matériaux thermoélectriques avancés de structure skutterudite - Université de Lorraine Access content directly
Theses Year : 2004

Development of new skutterudite materials for thermoelectric applications

Développement de nouveaux matériaux thermoélectriques avancés de structure skutterudite

Matthieu Puyet
  • Function : Author
  • PersonId : 788687
  • IdRef : 08383009X

Abstract

Skutterudite compounds has appeared as the most promising materials for thermoelectric applications at moderated temperatures. New compounds CaxCo4Sb12 and CaxCo4-yNiySb12 have been synthesized by metallurgical route and lead to homogenous compounds with a majority of the skutterudite phase up to 99 %. The limit solubility of calcium is equal to 0.2. The calcium ato, localised in the 12 coordinated voids has bigger ADP values compared to the values of other atoms. We have investigated the electrical properties (electrical resistivity. Seebeck coefficient, Hall effect) and the thermal properties (thermal conductivity) in the temperature range of 4 to 800 K. We have shown the positive influence of the insertion of calcium and nickel in our compounds. We have completed this study with band structure calculations and magnetic measurement. We were allowed to identify the compounds Ca0,18Co3,97Ni0,03Sb12 has one of the best n-type skutterudite material at 800 K measured so far.
Les matériaux de structure skutterudite présentent un intérêt majeur pour la génération d'électricité par effet thermoélectrique à haute température. De nouveaux composés skutterudites CaxCo4Sb12 et CaxCo4-yNiySb12 ont été élaborés par métallurgie de poudres. Ils sont homogènes en composition ct présente la phase skutterudite à plus de 99%. La limite de solubilité du Ca est égale à 0,2. Les atomes de Ca, localisés au centre de cavités, présentent des paramètres de déplacement atomique élevés. L'analyse des mesures, menées entre 4 et 800 K, des propriétés électriques (résistivité électrique. pouvoir thermoélectrique, effet Hall) et thermiques (conductivité thermique) a permis d'expliquer le rôle positif de la présence de Ca et de Ni dans ces composés. Des calculs électroniques et des mesures magnétiques complètent ces travaux. Nous avons identifié le composé Ca0,18Co3,97Ni0,03Sb12 comme étant l'un des meilleurs matériaux thermoélectriques de type n pour des applications proches de 800 K.
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Dates and versions

tel-01750057 , version 1 (29-03-2018)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01750057 , version 1

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Cite

Matthieu Puyet. Développement de nouveaux matériaux thermoélectriques avancés de structure skutterudite. Autre [cond-mat.other]. Institut National Polytechnique de Lorraine, 2004. Français. ⟨NNT : 2004INPL067N⟩. ⟨tel-01750057⟩
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