Effect of grain boundary & interface modification on thermoelectric properties at high temperature
Tane sınırı ve arayüz modifikasyonun yüksek sıcaklık termoelektrik özelliklerine etkisi
- Tez No: 479973
- Danışmanlar: PROF. DR. SERVET TURAN, PROF. DR. JOACHIM MAIER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Seramik Mühendisliği, Kimya, Energy, Ceramic Engineering, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Anadolu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde, termoelektrik (TE) enerji üretimi teknolojisi, doğal ısı kaynaklarından enerji eldesi için en umut verici yöntemlerden biri olarak kabul edilir. Termoelektrik (TE) olay kısaca, ısı enerjisinin doğrudan elektrik enerjisine dönüşmesi (termoelektrik jeneratör), ya da tersi olarak, elektrik enerjisinin sıcaklık farkına neden olması (termoelektrik soğutucu) olarak ifade edilebilir. Bir TE cihazın verimliliği,“figure of merit”olarak bilinen boyutsuz ZT parametresine bağlıdır. Yüzeylerin ve arayüzlerin iletim özellikleri üzerindeki rolünü daha iyi anlamak için önerilen yeni yaklaşımlar, yeni ve geliştirilmiş özelliklere sahip malzemeler dizayn etmek icin yeni yollar açarlar. Ayrıca, malzemelerin temel özelliklerinin anlaşılması gereksinimi, bu yüksek performanslı malzemelerden ürünler ve cihazlar geliştirmek amacıyla pahalı olmayan üretim yöntemleri geliştirmek kadar önemlidir. Tane sınırları ve arayüzler boyunca elektriksel iletkenliğin bir kaç kat geliştirilebileceği ve engellenebileceği bilinmektedir. Bu nedenle mikroyapısal dizayn, özellile tane sınırları ve arayüzlerin dizaynı istenilen özelliklerin iyileştirilmesi için önemli olmaktadır. Bu bakış açısıyla bu tez kapsamında oksinitrür (SiAlON), karbür (SiC) ve oksit esasli malzemelerin (SrTiO3, La2CuO4, LaNiO3) mikro, nano ve atomik ölçüde arayüzlerin dizaynının transport özelliklerine etkisi incelenmistir. Mikro seviyede ZT parametresini arttırmak icin alternatif bir yöntem önerilmiş ve klasik kompozit yöntemlerine göre 140 kat daha fazla ZT parametresi elde edilmiştir. Nano seviyede SrTiO3 malzemesine La dekorasyonu, tane boyutu etkisi ve sinterleme atmosferinin thermoelektrik özellikler üzerindeki etkisi incelenmiştir. Atomik seviyede ise tabaka kalınlığı ve oksijen içeriğinin La2CuO4-LaNiO3 cok katmanlı yapıların termoelektrik özelliklerine etkisi araştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Thermoelectric (TE) power generation is considered to be one most promising emerging clean energy technologies for harvesting electricity from heat without producing any direct emission of greenhouse gases. The conversion efficiency of a TE material is quantified by a dimensionless quantity called figure of merit, ZT = α2Tσ/κ. A large ZT value corresponds to a TE material with high conversion efficiency, meaning that the TE material is characterized by high Seebeck coefficient (α), high electrical conductivity (σ) and low thermal conductivity (κ). Owing to the tight interrelation between these three physical properties only very few materials currently satisfy these conditions. New approaches suggested for further understanding the role of surfaces and interfaces on transport properties open new ways to design materials with enhanced properties and new functionalities. Additionally, the need for fundamental understanding of material properties is as equally important as the ability to develop scalable and inexpensive manufacturing process. It is known that the electrical transport and thermoelectric properties along grain boundaries and interfaces can be improved or depressed, even by several orders of magnitudes. Therefore, microstructural design particularly of interfaces can be crucial for improving the thermoelectric functionality. From this point of view, in this thesis electric transport properties, Seebeck coefficient and thermal conductivity of oxynitride (SiAlON), carbide (SiC) and oxide (SrTiO3, La2CuO4, LaNiO3) based materials have been investigated by modifying interfaces at the micro, nano and atomic scale. It is found that segregated network approach can improve ZT unusually, La decoration tailored the electrical conductivity whilst multilayer approach is useful for tuning transport properties.
Benzer Tezler
- Nikel sülfamat içeren banyolarda gerçekleştirilen nikel kaplama özellikleri üzerine, banyo bileşimine ilave edilen borik asit ilavesinin etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of boric acid addition to bath composition on the properties of nickel coatings deposited from nickel sulfamate baths
ÖMERCAN SİVRİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Mühendislik BilimleriSakarya Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UĞUR ŞEN
- Lityum iyon sonrası batarya sistemleri için katı elektrolitlerin geliştirilmesi
Development of solid electrolytes for post-lithium-ion battery systems
MUSTAFA ÇELİK
Doktora
Türkçe
2026
EnerjiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUĞRUL ÇETİNKAYA
- Ev tipi buzdolabında buz oluşumunun sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Numerical and experimental investigation of ice formation in a household refrigerator
AHMET UÇAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
- The effect of post weld heat treatment on the mechanical properties of TIG welded inconel 718 alloy
Kaynak sonrası ısıl işlemin TIG ile kaynak yapılmış inconel 718 alaşımının mekanik özelliklerine etkisi
ECE CANAN KOŞMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU