Materiais termoelétricos de alto desempenho com condutividade térmica ultra baixa crescidos por fluxo

Resumo

Materiais termoelétricos (TE) são basicamente aqueles capazes de transformar calor desperdiçado em energia elétrica útil através do efeito Seebeck, ou reverter o fluxo de calor aplicando uma voltagem através do efeito Peltier. A eficiência da conversão calor”eletricidade é quantificada pela figura de mérito adimensional termoelétrica ZT. Entre várias abordagens que foram investigadas no sentido de aumentar ZT de materiais acima da faixa atualmente disponível, a redução na dimensionalidade provou ser bastante promissora. O Grupo de Materiais Quânticos (GMQ) da UFABC tem estado ativo na última década na descoberta e desenvolvimento de novos materiais TE complexos, crescidos em forma monocristalina por fluxo metálico e baseados em outro conceito de sucesso conhecido como "Phonon-Glass, Electron-Crystal" (PGEC), que procura suprimir a condução de calor dispersando os fônons sem afetar o transporte eletrônico. Neste projeto, propomos associar a expertise adquirida pelo grupo GMQ no desenvolvimento de monocristais de novos materiais TE com a expertise do grupo LMBT na obtenção de nanofios de materiais que podem ser preparados pelo crescimento de fluxo, a fim de avaliar a extensão na qual as duas abordagens descritas podem ser combinadas para alcançar melhorias significativas de ZT. Nanofilamentos de várias famílias de compostos intermetálicos complexos, como A8X16X'30, RT2Zn20, A14MSb11, A11MSb9, RT4Sb12 e outros materiais TE crescidos por fluxo, como FeGa3 e MTe2, serão preparados e caracterizados por suas propriedades estruturais e termoelétricas.