Grant IDUB YOUNG PW
Kierownik projektu dr Patrycja Kowalik
Okres realizacji: 01.04.2023 – 31.03.2026
Przyznana kwota: 149 500,00 zł
Streszczenie: Problem wykorzystania ciepła odpadowego dotyczy zarówno skali makro – w przemyśle średnio około dwie trzecie energii tracona jest bezpowrotnie, jak i mikro – w domu i pracy np. w trakcie nagrzewania się takich urządzeń jak laptopy. Jednym z kierunków zagospodarowania ciepła odpadowego jest wykorzystanie materiałów termoelektrycznych zdolnych do konwersji ciepła na prąd elektryczny. Pionierskie prace w tym zakresie związane z odkryciem efektu Seebecka i zbudowaniem pierwszego generatora termoelektrycznego dotyczyły nieorganicznych półprzewodników z grupy selenków i tellurków, takich metali jak arsen, antymon i ołów. Obecnie do najlepszych termoelektrycznych materiałów zaliczamy Bi2Te3 i PbTe, dla których współczynnik dobroci termoelektrycznej (zT) przekracza wartość 1. Rozwój nanotechnologii związany z możliwością otrzymania nanokryształów z licznymi modyfikacjami w zakresie ich kształtu, składu, struktury i powierzchni istotnie wpłynął na zwiększenie uzyskiwanych wartości parametru zT dla grupy znanych materiałów termoelektrycznych. Ponadto wyraźnie rozszerzyła się grupa materiałów termoelektrycznych o nierozpatrywane wcześniej w tym zakresie nieorganiczne półprzewodniki. Planowany projekt zostanie poświęcony opracowaniu metod otrzymywania nanomateriałów termoelektrycznych nieorganicznych półprzewodników o strukturze chalkopirytu, takich jak CuFeS2, pozbawionych toksycznych pierwiastków. W badaniach wykorzystane zostaną dwie klasyczne strategie wytwarzania nanomateriałów, mianowicie top-down i bottom-up. W pierwszym podejściu, top-down, przeprowadzone zostanie rozdrobnienie i funkcjonalizacja powierzchni znanych i dostępnych komercyjnie substancji. W drugim podejściu, bottom-up, opracowane zostaną metody otrzymywania koloidalnych nanokryształów nieorganicznych półprzewodników przy wykorzystaniu prostych prekursorów pierwiastków. Głównym celem projektu będzie otrzymanie termoelektrycznych nanomateriałów charakteryzujących się przewodnictwem typu n i p o możliwie jak największym współczynniku dobroci termoelektrycznej zT.
