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Conference Dr. Eric Alleno 30/05/2017 11h Bât. 10B Salle 008

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Propriétés thermoélectriques des skutterudites: effet de la microstructuration

30/05/2017 - 11h, Beaulieu, Bât. 10B, Salle 008 (ex cafétéria)

Dr. Eric Alleno
Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est, Thiais

Résumé:

Les modules thermoélectriques peuvent convertir directement la chaleur en électricité et être utilisé comme des générateurs d’électricité pour recycler la chaleur perdue, par exemple par les pots d’échappement des automobiles. Leur fiabilité et leur compacité compensent leur rendement plus faible que d’autres technologies (moteur de Stirling). Les skutterudites thermoélectriques AyFe4-xCoxSb12 (0 ≤ x ≤ 4 ; 0 ≤ y ≤ 1 ; A un métal électropositif) sont des matériaux candidats à ce type d’applications. Elles présentent un facteur de mérite thermoélectrique maximum (ZTmax) proche ou supérieur à 1 aussi bien lorsqu’elles sont dopés de type p que de type n.

Les skutterudites de type p (Ce0.8Fe3.5Co0.5Sb12 ou La0.7Fe3CoSb12) présentent un ZTmax = 0.9 qui, selon la littérature, pourraient être amélioré en augmentant leur coefficient Seebeck par filtrage en énergie par des nano-précipités. Je présenterai ainsi une synthèse réussie de nano-précipités d’InSb ( 40 – 200 nm) dans Ce0.3Fe1.5Co2.5Sb12 mais aussi l’absence d’effet de ces précipités sur leur propriétés thermoélectriques. Les skutterudites de type n AyCo4Sb12 (A = Ba, Ce, Yb) présentent des ZTmax = 1.1 – 1.3 malgré une conductivité thermique de réseau supérieure à l’état de l’art (3 W m-1 K-1 > 1 W m-1 K-1). Je présenterai comment par réduction de la taille des grains du polycristal à des tailles de l’ordre du libre parcours moyen des phonons, il est possible de diminuer la conductivité thermique de réseau (1.4 W m-1 K-1) et d’augmenter le facteur de mérite ZTmax = 1.4 – 1.5 dans Yb0.2Co4Sb12.

Contact : Mathieu Pasturel (3 58 61) - mathieu.pasturel@univ-rennes1.fr