Nanostructured Composites of Bi1−xSbx Nanoparticles and Carbon Nanotubes and the Characterization of Their Thermoelectric Properties

Güneş, Ekrem und Gundlach, Felix und Elm, Matthias T. und Klar, Peter J. und Schlecht, Sabine und Wickleder, Mathias S. und Müller, Eckhard (2017) Nanostructured Composites of Bi1−xSbx Nanoparticles and Carbon Nanotubes and the Characterization of Their Thermoelectric Properties. ACS Applied Materials and Interfaces, 9, Seiten 44756-44765. American Chemical society (ACS). doi: 10.1021/acsami.7b17768. ISSN 1944-8244.

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Kurzfassung

The impact of inclusions of carbon nanotubes (CNT) on the thermoelectric properties of nanostructured Bi1–xSbx alloys with an Sb content between 10 and 20% was investigated for varying amounts of CNT. Three series of Bi1–xSbx pellets with 0, 0.3, and 0.5 wt % CNT were synthesized by mechanical alloying followed by uniaxial pressing. The resistivity was investigated in the temperature range from 30 to 500 K, revealing an enlargement of the band gap due to nanostructuring of the Bi1–xSbx alloy, which is even more pronounced for alloys including CNT. This enlargement is attributed to a modification of the interface between the Bi1–xSbx nanoparticles by a graphene-like coating, which is formed during the fabrication process due to the addition of CNT. Measurements of the Seebeck coefficient and the thermal conductivity were also performed to determine the thermoelectric properties. In total, the CNT-containing samples show a significant improvement of the figure of merit up to 250% for the Bi0.88Sb0.12 composition with 0.3 wt % CNT due to the interface modification between the nanoparticles, demonstrating the beneficial effect of CNT on the thermoelectric properties.

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Dokumentart:

Zeitschriftenbeitrag

Titel:

Nanostructured Composites of Bi1−xSbx Nanoparticles and Carbon Nanotubes and the Characterization of Their Thermoelectric Properties

Autoren:

Autoren	Institution oder E-Mail-Adresse	Autoren-ORCID-iD	ORCID Put Code
Güneş, Ekrem	Institute of Inorganic and Analytical Chemistry, Justus Liebig University Giessen, Heinrich-Buff-Ring 17, D-35392 Giessen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Gundlach, Felix	Institute of Inorganic and Analytical Chemistry, Justus Liebig University Giessen, Heinrich-Buff-Ring 17, D-35392 Giessen, Germany and Center for Materials Research (LaMa) Justus Liebig University Giessen, Heinrich-Buff-Ring 16, D-35392 Giessen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Elm, Matthias T.	Institute of Physical Chemistry, Justus Liebig University Giessen, Heinrich-Buff-Ring 17 and Center for Materials Research (LaMa) and ∥Institute of Experimental Physics I, Justus Liebig University Giessen, Heinrich-Buff-Ring 16, D-35392 Giessen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Klar, Peter J.	Center for Materials Research (LaMa) and Institute of Experimental Physics I, Justus Liebig University Giessen, Heinrich-Buff-Ring 16, D-35392 Giessen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Schlecht, Sabine	Institute of Inorganic and Analytical Chemistry, Justus Liebig University Giessen, Heinrich-Buff-Ring 17, D-35392 Giessen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Wickleder, Mathias S.	Institute of Inorganic and Analytical Chemistry, Justus Liebig University Giessen, Heinrich-Buff-Ring 17, D-35392 Giessen, Germany and Center for Materials Research (LaMa) Justus Liebig University Giessen, Heinrich-Buff-Ring 16, D-35392 Giessen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Müller, Eckhard	German Aerospace Center, Institute of Materials Research, Köln, Germany and Justus Liebig University Giessen, Institute of Inorganic and Analytical Chemistry, 35392 Giessen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT

Datum:

4 Dezember 2017

Erschienen in:

ACS Applied Materials and Interfaces

Referierte Publikation:

Open Access:

Nein

Gold Open Access:

Nein

In SCOPUS:

In ISI Web of Science:

Band:

DOI:

10.1021/acsami.7b17768

Seitenbereich:

Seiten 44756-44765

Verlag:

American Chemical society (ACS)

ISSN:

1944-8244

Status:

veröffentlicht

Stichwörter:

Thermoelectric material, nanocomposite, carbon nanotubes, figure of merit, BiSb

HGF - Forschungsbereich:

Energie

HGF - Programm:

Speicher und vernetzte Infrastrukturen

HGF - Programmthema:

Thermische Energiespeicher

DLR - Schwerpunkt:

Energie

DLR - Forschungsgebiet:

E SP - Energiespeicher

DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):

E - Thermochemische Prozesse (Speicher) (alt)

Standort:

Köln-Porz

Institute & Einrichtungen:

Institut für Werkstoff-Forschung > Thermoelektrische Materialien und Systeme

Hinterlegt von:

Yasseri, Mohammad

Hinterlegt am:

08 Nov 2018 10:17

Letzte Änderung:

08 Nov 2018 10:17

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