Single phase $Zn_4Sb_3$ with $98.5\%$ of theoretical density was successfully produced by direct hot pressing of elemental powders containing $1.2 at\%$ excess Zn for compensating the evaporation during the process. Temperature dependences of thermoelectric properties were investigated from 4 K to 300 K. Seebeck coefficient, electrical conductivity, thermal conductivity as well as thermoelectric figure of merit showed the discontinuity in variation at 242K, indicating the $\alpha-\beta$, phase transformation. Interestingly, it was found that lattice thermal conductivity by phonons is dominant in total thermal conductivity of $\alpha-\beta$. Therefore, it is expected that thermoelectric properties can be improved by reduction of lattice thermal conductivity inducing lattice scattering centers by doping and solid solution.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
/
2005.10a
/
pp.897-900
/
2005
This paper presents temperature control of aluminum plate using Peltier module. As one of the thermoelectric effect, Peltier effect is heat pumping phenomena by electric energy. So if current is charged to Peltier module, it absorbs heat from low temperature side and emits heat to high temperature side. In this experiment, Peltier module is used to control the temperature of small aluminum plate with heating and cooling ability of Peltier module with current control and fan On/OFF control. And current control of Peltier module was accomplished by PWM method. As a results of experiments, it takes about 125sec to control temperature of aluminium plate between $30^{\circ}C\;and\;70^{\circ}C$ and about 70sec between $40^{\circ}C\;and\;60^{\circ}C$, in ambient temperature $29^{\circ}C$ while operating cooling fan only while cooling duration. Future aim is to realize more rapid temperature control and develop SMHA(special metal hydride actuator) by using Peltier module as a heating and cooling source.
Khalid, Mahmood;Asghar, Muhammad;Ali, Adnan;Ajaz-Un-Nabi, M.;Arshad, M. Imran;Amin, Nasir;Hasan, M.A.
Advances in Energy Research
/
v.3
no.2
/
pp.117-124
/
2015
In this paper, we have reported an enhancement in thermoelectric properties of un-doped zinc oxide (ZnO) grown by molecular beam epitaxy (MBE) on silicon (001) substrate by annealing treatment. The grown ZnO thin films were annealed in oxygen environment at $500^{\circ}C-800^{\circ}C$, keeping a step of $100^{\circ}C$ for one hour. Room temperature Seekbeck measurements showed that Seebeck coefficient and power factor increased from 222 to $510{\mu}V/K$ and $8.8{\times}10^{-6}$ to $2.6{\times}10^{-4}Wm^{-1}K^{-2}$ as annealing temperature increased from 500 to $800^{\circ}C$ respectively. This observation was related with the improvement of crystal structure of grown films with annealing temperature. X-ray diffraction (XRD) results demonstrated that full width half maximum (FWHM) of ZnO (002) plane decreased and crystalline size increased as the annealing temperature increased. Photoluminescence study revealed that the intensity of band edge emission increased and defect emission decreased as annealing temperature increased because the density of oxygen vacancy related donor defects decreased with annealing temperature. This argument was further justified by the Hall measurements which showed a decreasing trend of carrier concentration with annealing temperature.
Zintl compound Mg3Sb2 is a promising candidate for efficient thermoelectric material due to its small band gap energy and characteristic electron-crystal phonon-glass behavior. Furthermore, this compound enables fine tuning of carrier concentration via chemical doping for optimizing thermoelectric performance. In this study, nominal compositions of Mg3.8Sb2-xTex (0 ≤ x ≤ 0.03) are synthesized through controlled melting and subsequent vacuum hot pressing method. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) are carried out to investigate phase development and surface morphology during the process. It should be noted that 16 at. % of excessive Mg must be added to the system to compensate for the loss of Mg during melting process. Herein, thermoelectric properties such as Seebeck coefficient, electrical conductivity, and thermal conductivity are evaluated from low to high temperature regimes. The results show that Te substitution at Sb sites effectively tunes the majority carriers from holes to electrons, resulting in a transition from p to n-type. At 873 K, a peak ZT value of 0.27 is found for the specimen Mg3.8Sb1.99Te0.01, indicating an improved ZT value over the intrinsic value.
Atomic layer deposition (ALD) is a promising technology for the uniform deposition of thin films. ALD is based on a self-limiting mechanism, which can effectively deposit thin films on the surfaces of powders of various sizes. Numerous studies are underway to improve the performance of thermoelectric materials by forming core-shell structures in which various materials are deposited on the powder surface using ALD. Thermoelectric materials are especially relevant as clean energy storage materials due to their ability to interconvert between thermal and electrical energy by the Seebeck and Peltier effects. Herein, we introduce a surface and interface modification strategy based on ALD to control the performance of thermoelectric materials. We also discuss the properties of the interface between various deposition materials and thermoelectric materials.
The thermoelectric effect, which converts waste heat into electricity, holds promise as a renewable energy technology. Recently, bismuth telluride (Bi2Te3)-based alloys are being recognized as important materials for practical applications in the temperature range from room temperature to 500 K. However, conventional sintering processes impose limitations on shape-changeable and tailorable Bi2Te3 materials. To overcome these issues, three-dimensional (3D) printing (additive manufacturing) is being adopted. Although some research results have been reported, relatively few studies on 3D printed thermoelectric materials are being carried out. In this study, we utilize extrusion 3D printing to manufacture n-type Bi1.7Sb0.3Te3 (N-BST). The ink is produced without using organic binders, which could negatively influence its thermoelectric properties. Furthermore, we introduce graphene oxide (GO) at the crystal interface to enhance the electrical properties. The formed N-BST composites exhibit significantly improved electrical conductivity and a higher Seebeck coefficient as the GO content increases. Therefore, we propose that the combination of the extrusion 3D printing process (Direct Ink Writing, DIW) and the incorporation of GO into N-BST offers a convenient and effective approach for achieving higher thermoelectric efficiency.
The present study focused on the synthesis of a bismuth-antimony-tellurium-based thermoelectric nanopowders using plasma arc discharge process. The chemical composition, phase structure, particle size of the synthesized powders under various synthesis conditions were analyzed using XRF, XRD and SEM. The powders as synthesized were sintered by the plasma activated sintering. The thermoelectric properties of sintered body were analyzed by measuring Seebeck coefficient, specific electric resistivity and thermal conductivity. The chemical composition of the synthesized Bi-Sb-Te-based powders approached that of the raw material with an increasing DC current of the are plasma. The synthesized Bi-Sb-Te-based powder consist of a mixed phase structure of the $Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_{3}$, $Bi_{2}Te_{3}$ and $Sb_{2}Te_{3}$ phases. This powder has homogeneous mixing state of two different particles in an average particle size; about 100nm and about 500nm. The figure of merit of the sintered body of the synthesized 18.75 wt.%Bi-24.68 wt.%Sb-56.57 wt.%Te nanopowder showed higher value than one of the sintered body of the mechanically milled 12.64 wt.%Bi-29.47 wt.%Sb-57.89 wt.%Te powder.
P-type $\beta$-FeSi$_2$ with a nominal composition of $Fe_{0.92}Mn_{0.08}Si_2$ powders has been produced by mechanical alloying process. As-milled powders were spray dried and consolidated by atmospheric plasma thermal spraying as a rapid sintering process. As-milled powders were of metastable state and fully transformed to $\beta$-$FeSi_2$ phase by subsequent isothermal annealing. However, as-thermal sprayed $Fe_{0.92}Mn_{0.08}Si_2$ consisted of untransformed mixture of $\alpha$-$Fe_2Si_{5}$ and $\varepsilon$-FeSi phases. Isothermal annealing has been carried out to induce transformation to the thermoelectric semiconducting $\beta$-$FeSi_2$ phase. Isothermal annealing at $845^{\circ}C$ in vacuum gradually led to the thermoelectric semiconducting $\beta$-$FeSi_2$ phase transformation, but some residual metallic $\alpha$ and $\varepsilon$ phases were unavoidable even after prolonged annealing. Thermoelectric properties of $\beta$-$FeSi_2$ materials before and after isothermal annealing were evaluated. Seebeck coefficient increased and electric conductivity decreased with increasing annealing time due to the phase transition from metallic phases to semiconducting phases. Thermoelectric properties showed gradual increment, but overall properties appeared to be inferior to those of vacuum hot pressed specimens.
Bismuth antimony telluride (BiSbTe) thermoelectric materials were successfully prepared by a spark plasma sintering process. Crystalline BiSbTe ingots were crushed into small pieces and then attrition milled into fine powders of about 300 nm ~ 2${\mu}m$ size under argon gas. Spark plasma sintering was applied on the BiSbTe powders at 240, 320, and $380^{\circ}C$, respectively, under a pressure of 40 MPa in vacuum. The heating rate was $50^{\circ}C$/min and the holding time at the sintering temperature was 10 min. At all sintering temperatures, high density bulk BiSbTe was successfully obtained. The XRD patterns verify that all samples were well matched with the $Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_{3}$. Seebeck coefficient (S), electric conductivity (${\sigma}$) and thermal conductivity (k) were evaluated in a temperature range of $25{\sim}300^{\circ}C$. The thermoelectric properties of BiSbTe were evaluated by the thermoelectric figure of merit, ZT (ZT = $S^2{\sigma}T$/k). The grain size and electric conductivity of sintered BiSbTe increased as the sintering temperature increased but the thermal conductivity was similar at all sintering temperatures. Grain growth reduced the carrier concentration, because grain growth reduced the grain boundaries, which serve as acceptors. Meanwhile, the carrier mobility was greatly increased and the electric conductivity was also improved. Consequentially, the grains grew with increasing sintering temperature and the figure of merit was improved.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
/
v.37
no.3
/
pp.243-248
/
2013
Internal combustion engines typically expel 30%-40% of the energy supplied by fuel to the environment through their exhaust system. Therefore, further significant improvements in the thermal efficiency of IC engines are possible by recovering the waste heat from the engine exhaust gas. With this fact in mind, a numerical simulation was carried out to investigate the potential of using thermoelectric generation with an internal combustion engine for waste heat recovery. Physical parameters such as the exhaust temperature and mass flow rate were evaluated in the exhaust system, and the optimum location for inserting a thermoelectric generator (TEG) into the system was determined. The TEG will be located in the exhaust system and will use the energy flow between the warmer exhaust gas and the external environment. The optimum position of the temperature distribution and the TEG performance were predicted through numerical analysis. The experimental results obtained showed that the power output significantly increases with the temperature difference between the cold and hot sides of the TEG.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.