Opis projektu
Wiedza o termoelektryczności wypełni luki w nanoinżynierii
W obliczu ograniczeń, z jakimi zmaga się współczesna nanoinżynieria, tradycyjne metody mają trudności z jednoczesnym zmniejszeniem przewodności cieplnej (κ) i zwiększeniem współczynnika dobroci termoelektrycznej (ZT) w materiałach. Ograniczenia kierunkowe utrudniają całkowitą redukcję κ, podczas gdy wysiłki zmierzające do zwiększenia ZT często odbywają się z uszczerbkiem dla przewodności elektrycznej. Korzystając ze wsparcia działań „Maria Skłodowska-Curie”, zespół projektu CARMEN wykorzysta niezwykłe właściwości dwuwymiarowego SnSe2. Ma on na celu przezwyciężenie powyższych wyzwań, aby przygotować grunt pod tworzenie zaawansowanych materiałów zdolnych do efektywnego pozyskiwania ciepła odpadowego z elektroniki. Projekt ten nie tylko zaspokaja tę krytyczną potrzebę, ale także może przynieść przełom w inżynierii cieplnej, technologiach kwantowych i wielu innych dziedzinach.
Cel
Nanoengineering techniques have been developed to reduce thermal conductivity (κ) and improve the thermoelectric figure of merit (ZT) of materials. However, both these strategies have had their own limitations. Firstly, due to the nanopatterns only reducing the κ in a single direction, is difficult to reduce the total κ of thermal isotropic materials. Secondly, when nanoengineering the material to increase ZT by lowering its κ, the nanopatterned sample with large porosity (> 0.5) can greatly remove its volume and suppress the electron mean free path, which would also significantly reduce the electrical conductivity (σ) and resulted in a low increase of the ZT value. CARMEN will overcome these limitations by taking two advantages of emerging two-dimensional (2D) materials, especially SnSe2: a high Seebeck coefficient of 500 μV/K at 298 K and a high anisotropic κ ratio of ~ 8.4. Therefore, nanoengineering 2D materials can reduce their κ to approach the maximum value of ZT with a limited reduction in σ. Additionally, the phonon drag of SnSe2 was first revealed by the applicant during a three-month research visit in the supervisor's group, which will be further investigated by CARMEN. To understand and exploit the thermoelectric properties of 2D materials, CARMEN will design, construct, measure, and explore nanopatterned SnSe2 to approach its maximum thermoelectric ZT value above room temperature and to manipulate the phonon drag in SnSe2 at low temperatures (1 - 273 K). The project is motivated in part by the urgent need for highly thermoelectric ZT materials to harvest waste heat from electronics, and in part by the fundamental quest toward understanding and manipulating the phonon-electron interaction in 2D materials. It represents an extraordinary training opportunity on complementary scientific and soft skills for the applicant and has transformational impact potential on flexible thermoelectric devices, thermal engineering, quantum technologies, and beyond.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Zaproszenie do składania wniosków
Zobacz inne projekty w ramach tego zaproszeniaSystem finansowania
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsKoordynator
75794 Paris
Francja