The examination of the reduction process of multicomponent oxide materials in hydrogen and the synthesis of thermoelectric materials in a way of reduction of oxide materials.

Streszczenie projektu Celem projektu jest poznanie procesu redukcji materiałów tlenkowych oraz procesu syntezy zarówno prostych układach dwuskładnikowych, jak również w układach wieloskładnikowych. Zbadanie obu procesów umożliwi kontrolowane wytworzenie materiałów kompozytowych o korzystnej z punktu widzenia własności termoelektrycznych strukturze. Zakłada się, że wyniki badań pozwolą na optymalizację własności wybranych materiałów termoelektrycznych. W projekcie zostały zdefiniowane następujące zadania: 1. Zbadanie zależności szybkości redukcji układów i energii aktywacji tlenkowych układów Bi-Te-O, Bi-Sb-Te-O oraz Pb-Te-O ,. 2. Wytworzenie i zbadanie kompozytów materiałów termoelektrycznych zawierających stopy Bi2Te3, Bi0,5Sb1,5Te3 o strukturze warstwowej ze zmienną stechiometrią antymonu. 3. Wytworzenie i zbadanie kompozytów materiałów termoelektrycznych zawierających stopy ołowiowo-telurowe (rodzina LAST) o strukturze z nanowytrąceniami (np.Se) i warstwowej (o najwyższych wartościach ZT). 4. Analiza właściwości termoelektrycznych kompozytów składających się ze stopu termoelektrycznego i wielowarstwowych nanorurek węglowych lub grafenu (o koncentracji do 5 %wg) otrzymanych metodą redukcji wieloskładnikowych materiałów tlenkowych. 5. Poszukiwanie nowych materiałów termoelektrycznych wytworzonych metodą redukcji stopionych tlenków na bazie łatwo redukowalnych tlenków pierwiastków e.g. Bi, Sb, Te, Ge, Ag, Sn , Se, Co, Cs, K, Na. Wpływ spodziewanych rezultatów na rozwój nauki, cywilizacji, społeczeństwa Nieustannie rosnące na świecie zapotrzebowanie na energię napędza różne badania w zakresie efektywnego zarządzania energią. W procesach zamiany energii paliw na pracę pojawia się ciepło odpadowe. Wyzwaniem jest wykorzystanie jak najefektywniej utraconej energii. Jednym ze sposobów zamiany ciepła odpadowego na energię elektryczną jest jego bezpośrednie przetwarzanie za pomocą generatorów termoelektrycznych. , Niewątpliwą zaletą urządzeń termoelektrycznych jest brak części ruchomych, bardzo duża trwałość (liczona w dziesiątki lat) i łatwość poddania recyklingowi. W przypadku opracowania taniej technologii wytwarzania materiałów termoelektrycznych metodą redukcji tlenków (zgłoszenie patentowe autorów) możliwe będzie szybkie wdrożenie i uruchomienie masowej produkcji co znacząco może wpłynąć na gospodarkę Pomorza i na pozycję Politechniki Gdańskiej jako innowacyjnej jednostki naukowej.

Details

Project's acronym:: TPR
Financial Program Name:: OPUS
Organization:: Narodowe Centrum Nauki (NCN) (National Science Centre)
Agreement:: UMO-2016/21/B/ST8/03193 z dnia 2017-07-12
Realisation period:: 2017-07-12 - 2021-07-11
Project manager:: prof. dr hab. inż. Bogusław Kusz
Realised in:: Faculty of Applied Physics and Mathematics
Request type:: National Research Programmes
Domestic:: Domestic project
Verified by:: Gdańsk University of Technology

Papers associated with that project

results on page:
year:
- selected sort by year newest first
- sort by year oldest first
title:
- selected sort by title A-Z
- sort by title Z-A
citation:
- sort by citation descending
- sort by citation ascending

Filters

total: 4

Year 2021

Kinetic analysis of the reduction of a ternary system of Bi, Sb and Te oxides by hydrogen for BiSbTe3 synthesis
Publication
- B. J. Trawiński (formerly: B. Trawiński)
- B. Kusz
- THERMOCHIMICA ACTA - Year 2021
Reduction in a hydrogen atmosphere of Bi2O3, Sb2O3 and TeO2 mixes oxides for the synthesis of BiSbTe3 was analysed. The reduction reactions of Sb2O3 and Sb2O4 oxides, as well as Bi2O3+Sb2O3 and Sb2O3+3TeO2 mix- tures, were also evaluated. The reduction of Sb2O4 is investigated for the first time. The reactions of the mixed oxides systems also were not the subject of research so far despite being used for synthesis of the (Bi,Sb)2Te3...

Full text available to download
Structure and thermoelectric properties of nickel-doped copper selenide synthesised in a hydrogen atmosphere
Publication
- A. Ducka
- B. J. Trawiński (formerly: B. Trawiński)
- B. Bochentyn
- A. Dubiel
- B. Kusz
- MATERIALS RESEARCH BULLETIN - Year 2021
Nickel-doped copper selenide—Cu2-xNixSe (x = 0; 0.01; 0.02; 0.03)—materials with high thermoelectric properties were synthesised through reduction of reagents in hydrogen. The impact of the nickel content on both the microstructure and thermoelectric properties was examined. The nickel-doped samples’ microstructure differed significantly from pristine copper selenide. Besides Cu2Se, copper precipitations were present in the materials....

Full text available to download
The unstable thermoelectric effect in non-stoichiometric Cu2Se during the non-equilibrium phase transition
Publication
- JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE - Year 2021
The superionic α ↔ β phase transition in Cu1.96Se thermoelectric material is investigated by means of thermal analysis (DSC) and measurements of Seebeck coefficient and electrical conductivity. Results of the DSC measurements with 1–10 K/min heating and cooling rates show that the material is close to the equilibrium phase composition during the transformation. However, the kinetic limitation of the process exists, which is indicated...

Full text available to download

Year 2020

A study of the kinetics of bismuth telluride synthesis by an oxide reduction method
Publication
- THERMOCHIMICA ACTA - Year 2020
The kinetics of a reduction of bismuth and tellurium oxides in a hydrogen atmosphere, leading to the formation of thermoelectric bismuth telluride is investigated. The evaluation of the reaction kinetics was based on a thermogravimetric analysis performed in non-isothermal conditions. A non-parametric analysis method and the Friedman method were used for the evaluation of the data. Additionally, for a better understanding of the...

Full text available to download

seen 706 times