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Des scientifiques russes découvrent un nouveau moyen d’obtenir des matériaux énergétiques efficaces

© Photo : MISI

En collaboration avec leurs collègues de l’Académie des sciences de Russie, de l’Université d’État de Moscou, de l’Université nationale de l’Oural du Sud et du NIMS au Japon, des chercheurs du NUST MISIS ont mis au point une méthode permettant d’obtenir de l’oxysélénide potentiel BiCuSeO (bismuth-cuivre-sélénium-oxygène) matériaux thermoélectriques à base d’oxysélénide.

Cette invention permettra la fabrication rapide de matériaux similaires sans sacrifier leur qualité. Leurs résultats ont été publiés dans le Journal of Alloys and Compounds.

Les matériaux thermoélectriques sont des alliages ou des composés chimiques capables d’interconvertir directement l’énergie thermique en énergie électrique et inversement. Aujourd’hui, ils sont utilisés dans le refroidissement à l’état solide, la récupération de chaleur et la production d’énergie dans les espaces éloignés.

Les méthodes traditionnelles d’obtention de matériaux thermoélectriques (y compris BiCuSeO) ont tendance à être difficiles à mettre en œuvre au niveau de la production, le processus de production prenant en moyenne au moins une semaine. Cependant, les chercheurs ont mis au point une méthode capable de produire des matériaux similaires en environ 10 heures à l’aide du frittage réactif par étincelle au plasma (RSPS).

« Nous versons le mélange de réactifs dans un moule pour presse à graphite qui est placé dans l’installation RSPS pour être traité sous une pression de 50 MPa dans une atmosphère d’argon à une température pouvant atteindre 700° C obtenue grâce au courant pulsé qui le traverse », a déclaré Andrei Novitsky, co-auteur de la recherche et employé de NUST MISiS, dans un entretien avec Sputnik.

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Cela permet de produire des matériaux en vrac prêts à subir un traitement ultérieur, à savoir des échantillons semi-manufacturés pouvant être utilisés pour fabriquer des matériaux de générateur thermoélectrique.

« L’impact pratique immédiat de cette recherche est que cette méthode de synthèse permet d’obtenir des matériaux thermoélectriques à moyenne température à une échelle industrielle », a déclaré Novitsky. « Son application à la production de matériaux thermoélectriques permettra de réduire considérablement le temps et la production d’énergie sans sacrifier la qualité et le volume du produit final ».

Bien que les scientifiques aient prouvé qu’il était possible de fabriquer le matériau à base de BiCuSeO à l’aide du frittage à plasma d’étincelle réactif, ils ont encore toute une gamme de problèmes à résoudre avant d’intensifier leur production et de le tester sur leurs sites de fabrication.

À l’avenir, les chercheurs envisagent d’étudier le mécanisme de formation de phase des composés synthétisés en fonction des composants initiaux, de déterminer les effets des paramètres de frittage (vitesse de chauffage et temps d’exposition) sur les propriétés électrophysiques du produit final, et d’étudier l’effet que les paramètres préliminaires peuvent avoir sur les propriétés L’activation mécanique des composants initiaux a sur le processus ainsi que sur les propriétés du matériau obtenu.

Traduction : MIRASTNEWS

Source : Sputnik News

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