| Titre : | Optimisation des performances thermoélectriques des composées Skutterudites |
| Auteurs : | Zoulikha Benhalima, Auteur ; Amaria Bekhti Siad, Directeur de thèse |
| Type de document : | texte manuscrit |
| Editeur : | Université mustapha stambouli de Mascara:Faculté des sciences exactes, 2020 |
| ISBN/ISSN/EAN : | SE01206T |
| Format : | 181P. / couv. ill. en coul / 29 cm. |
| Accompagnement : | disque optique numérique (CD-ROM) |
| Langues: | Français |
| Résumé : |
Grâce à la méthode ab initio avancée, il est maintenant possible d'accéder à une base de données sur la structure des cristaux et d'utiliser un logiciel informatique pour obtenir des propriétés intéressantes dans le cas où des mesures expérimentales sont absentes. Pour cette raison, nous avons tenté de déterminer l'effet du remplissage et/ou de la substitution d'éléments sur les propriétés structurelles, électroniques et les performances thermoélectriques des matériaux Skutterudite à base de CoSb3 en utilisant des calculs dans le cadre de la méthode des ondes planes augmentées linéarisées à plein potentiel (FP-LAPW) implémentée dans la théorie fonctionnelle de la densité (DFT) et de la théorie de transport Boltzmann semi classique qui sont mises en oeuvre dans les deux codes Wien 2K et Boltztrap, respectivement. Tout d'abord, nous présentons une étude théorique des propriétés structurelles, électroniques et thermoélectriques des composés binaires de skutterudite MX3 (M= Co, Fe, Rh et Ir ; X=Sb, P et As). Le calcul des propriétés structurelles nous a permis de constater que les paramètres structurels calculés sont en excellent accord avec les données théoriques et expérimentales. Les structures de bandes électroniques de ces composés montrent que: CoSb3, IrSb3, CoAs3, IrAs3 et RhAs3 sont des matériaux semi-conducteurs avec des gaps directs étroites, alors que les composés CoP3, IrP3 et RhSb3 présentent des bandes interdites indirectes. D’autre part les structures de bande électronique pour du le RhP3 composé montrent un comportement métallique. En revanche, la structure de bande pour le spin majoritaire du FeSb3 présente un comportement semi-conducteur avec un gap direct alors que dans le cas de spin minoritaires, elle présente un caractère métallique qui confirme la demimétallicité du composé. Leur étude de propriétés thermoélectriques révèle que le composé CoSb3 possède un coefficient Seebeck élevé, combiné à une conductivité électrique élevée, ce qui lui résulte une valeur ZTe plus élevée que les autres composés binaires, mais aussi leur conductivité thermique est relativement élevée, ce qui le rend apparemment moins attrayant comme un matériau thermoélectrique appliqué. Nous avons également étudié le rôle du remplissage des vides structurels des skutterudites à base de CoSb3 par espèce (AM= K, Na, Rb et Cs ; EM= Ba et RE= Yb) ou par dopage dans les sites Co/Sb avec des atomes Fe/(Ge, Te) sur les propriétés électroniques et les performances thermoélectriques. L'analyse théorique des propriétés électroniques nous a permis de constater que le comportement des semi-conducteurs des composés est endommagé par le remplissage ou le dopage des skutterudites à base de CoSb3 en raison du transfert de charge à partir de ces éléments; tandis que le coefficient de Seebeck et la conductivité électrique sont améliorés dans les skutterudites partiellement remplis par rapport à ceux entièrement remplis ou dopés et, par conséquent, le facteur de puissance (PF) est augmenté. Enfin, dans cette thèse, nous analysons l'effet de la compensation de charge sur les propriétés structurelles, électroniques et thermoélectriques de skutterudites partiellement remplis à base de CoSb3 (Ba0.25Co8Sb24-xSnx) où (x= 0, 1, 2, 3 et 4) et de Te co-dopé Co4- xFexSb24-yTey. Les résultats théoriques montrent que la balance des charges dans ces deux composés dépend fortement à la configuration de substitution, ou la composition Ba0.25Co8Sb24-xSnx s’avérant être la plus stable énergétiquement que les autres. En examinant l'effet de substitution Sn /Te-Fe sur les propriétés électroniques et thermoélectriques, nous soulignons que les propriétés électroniques sont modérées et que la performance TE est améliorée avec la valeur estimée du facteur de mérite électronique sans dimension (ZTe) d'environ 0,67, 0,72 et 0,78 à T= 500K pour les compositions Ba0,25Co8Sb23Sn et FeCo7Sb23Te et Fe2Co7Sb23Te2, faisant respectivement de ces composés des candidats prometteurs pour les applications thermoélectriques. |
Exemplaires (1)
| Code-barres | Cote | Support | Localisation | Section | Disponibilité |
|---|---|---|---|---|---|
| SE01206T | PH136 | Livre audio | Bibliothèque des Sciences Exactes | 6-Thèses doctorat | Consultation sur place Exclu du prêt |
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