NaCo-,2-O-,4-熱電材料的摻雜行為研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源過度開發(fā)和利用率低的問題日趨嚴重。熱電材料的出現(xiàn)為能源和廢熱利用提供了一條有效途徑。目前熱電材料存在效率低、成本高等缺點，高性能熱電材料的研究倍受各國學(xué)者關(guān)注。 NaCo<,2>O<,4>作為氧化物熱電材料的典型代表，具有廣泛的應(yīng)用前景。但是，NaCo<,2>O<,4>材料的熱電優(yōu)值較低。研究表明，通過元素摻雜可以改善其熱電性能，但相關(guān)的文獻報道較少。 本論文選擇以NaCo<,2>O<,4>熱

2、電材料為研究對象，采用檸檬酸溶膠一凝膠法，借助DTA和XRD等分析手段，結(jié)合Seebeck系數(shù)和電導(dǎo)率等性能測定方法，通過對其Na位摻雜Sr和Li元素，Co位摻雜Cu元素，系統(tǒng)探討了摻雜元素對NaCo<,2>O<,4>熱電性能的影響。在本實驗條件下，得出如下結(jié)論： (1)采用檸檬酸溶膠-凝膠法，能夠制備純度較高的γ-Na<,x>Co<,2>O<,4>樣品以及各元素摻雜試樣。 (2)Li元素和少量Sr、Cu元素摻雜都可以不

3、同程度的提高材料的Seebeck系數(shù)、電導(dǎo)率以及功率因子。 (3)本研究得到NaCo<,2>O<,4>材料摻雜的最佳元素為Li，最佳摻雜量為x=0.4，其功率因子α<,2>σ=7.44×10<'-3>W·m<'-1>·K<'-2>。 (4)增大制樣壓強能夠提高材料的Seebeck系數(shù)和電導(dǎo)率，并能綜合改善材料的熱電性能。 (5)在本實驗的基礎(chǔ)上繼續(xù)增加Li元素的摻雜量，仍有可能進一步提高NaCo<,2>O<,4>