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High-temperature stable nano-structured silicides for highly efficient thermogenerators and their contacting technology

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Transformer la chaleur en électricité

De nouveaux matériaux thermoélectriques présentant une meilleure performance pour transformer la chaleur en électricité ont été développés. Cette technologie a généré un intérêt mondial dans de nombreux domaines, dont la récupération de chaleur dans les voitures.

Énergie

Les dispositifs thermoélectriques (TE) sont des appareils à l'état solide dans lesquels l'électricité circule par le biais d'un semi-conducteur solide. Ils convertissent la différence de température directement en électricité et vice-versa. Les applications potentielles sont nombreuses, notamment pour le refroidissement et la production d'électricité. Les dispositifs TE possèdent des pièces mécaniques mobiles et sont donc très fiables et peu bruyants lorsqu'ils sont en fonctionnement. Ils sont par ailleurs très petits et écologiques. Les siliciures sont des matériaux prometteurs pour les générateurs de TE; il s'agit de composés binaires de silicium, comme le siliciure de magnésium ou leurs solutions solides qui sont des mélanges de deux solides cristallins qui coexistent comme un nouveau solide cristallin. Le principal inconvénient des matériaux TE concerne leur efficacité en matière de conversion d'énergie qui est encore peu rapide et limite leur développement et utilisation à grande échelle. L'objectif du projet NANOSICON («High-temperature stable nano-structured silicides for highly efficient thermogenerators and their contacting technology») était d'augmenter leur efficacité. Les partenaires du projet ont étudié les propriétés de TE à haute température du siliciure de magnésium et ses solutions solides puis ont étudié l'influence du dopage. Ce dernier implique l'ajout de certaines impuretés pour réduire la résistance électrique du semi-conducteur. Ils ont ensuite caractérisés les matériaux résultant en fonction de leurs propriétés électroniques et thermiques de transports. Les efforts du projet ont permis de réaliser de grands progrès dans la performance potentielle de ces semi-conducteurs dans les applications de TE. Ces matériaux sont donc d'excellents candidats pour les applications de thermogénérateurs. Le secteur automobile est particulièrement concerné, car la chaleur résiduelle émise par les gaz d'échappement d'une voiture peut être converties en électricité.

Mots‑clés

Siliciures, thermoélectrique, thermogénérateurs, conversion de l'énergie, récupération de chaleur

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