Auf die Anordnung kommt es an: Wie man bessere Thermoelektrika entwickelt

Max-Planck-Team veröffentlicht aktuelle Forschungsergebnisse in der Zeitschrift „Advanced Functional Materials“

24. März 2021

Thermoelektrika haben schon viele Weltraummissionen mit Strom versorgt und kommen in Kühlsystemen in der Elektronik bis hin zu medizinischen Anwendungen zum Einsatz. Durch weitere Verbesserungen ihres Wirkungsgrads können sie zu einer konkurrenzfähigen Technologie werden, um aus Abwärme Strom zu erzeugen. Um diesen höheren Wirkungsgrad zu erreichen, müssen thermoelektrische Materialien so wenig Wärme wie möglich leiten, um einen Wärmegradienten aufrechtzuerhalten, aus dem Strom gewonnen werden kann. Seit dem letzten Jahrzehnt haben Forscher*innen begonnen, die Bedeutung von Versetzungen für die Minderung der Wärmeleitfähigkeit zu erkennen. Allerdings gibt es eine Grenze für die Dichte der Versetzungen, die in ein Material eingebracht werden können. Einem Team um Dr. Lamya Abdellaoui, Postdoktorandin in der unabhängigen Forschungsgruppe „Nanoanalytik und Grenzflächen“ am Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE), gelang es nun, die Wärmeleitfähigkeit von Blei-Tellur-Thermoelektrika deutlich zu senken, ohne die Versetzungsdichte zu erhöhen. Erstmals konnte gezeigt werden, dass die Anordnung der Versetzungen und ihre Zusammensetzung ebenso wichtig sind wie ihre Anzahl. Zusammen mit ihren Kooperationspartner*innen an der Tongji-Universität (China), der RWTH Aachen (Deutschland) und der Northwestern University (USA) veröffentlichte das MPIE-Team seine aktuellen Ergebnisse in der Zeitschrift „Advanced Functional Materials“.

1.
L. Abdellaoui, Z. Chen, Y. Yu, T. Luo, R. Hanus, T. Schwarz, R. Bueno Villoro, O. Cojocaru-Mirédin, G. J. Snyder, D. Raabe, Y. Pei, C. Scheu, S. Zhang
Parallel Dislocation Networks and Cottrell Atmospheres Reduce Thermal Conductivity of PbTe Thermoelectrics
Advanced Functional Materials 2021

Lesen Sie mehr über die Forschungsergebnisse in der englischen Pressemeldung.

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