elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Instability mechanism in thermoelectric Mg2(Si,Sn) and the role of Mg diffusion at room temperature

Duparchy, Amandine und Deshpande, Radhika und Sankhla, Aryan und Ghosh, sanyukta und Camut, Julia und Park, Sungjin und Park, SuDong und Ryu, Byungki und Müller, Eckhard und de Boor, J. (2023) Instability mechanism in thermoelectric Mg2(Si,Sn) and the role of Mg diffusion at room temperature. JNTE (Journées Internationales de ThermoElectricité), 2023-11-22 - 2023-11-24, Paris.

Dieses Archiv kann nicht den Volltext zur Verfügung stellen.

Kurzfassung

Mg2(Si,Sn) is a promising thermoelectric material due to its high performance and its non-toxic, abundant, and low-cost constituents. A lot of progress has been made in optimizing its thermoelectric properties and to use it for technological application. Nevertheless, the chemical stability of these materials is a significant challenge to overcome. Temperature dependent measurements of transport properties suggests that the thermal stability of n-type Mg2(Si,Sn) is not only compromised at elevated temperatures but might be limited already at room temperature. In this work, integral thermoelectric properties measurement, locally resolved Seebeck analysis, scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy and atomic force microscopy are introduced to assess bulk and surface microstructural changes of n-type samples stored at room temperature in ambient atmosphere for several years. The study reveals changes in carrier concentration and surface degradation for the material over time, driven by Mg diffusion which seems to be highly dependent on the Si:Sn ratio. First-principles calculations conducted by researchers at KERI (South Korea) are employed to develop a microscopic understanding which indicate that Mg diffusion occurs mainly via vacancies at the Mg site. This study elucidates a multi-step degradation mechanism for n-type Mg2(Si,Sn) which consists of: (i) diffusion of Mg from the matrix to the grain boundaries, (ii) diffusion of Mg along the grain boundaries towards the surface and (iii) Mg reaction with moisture, causing deterioration of the material’s thermoelectric properties.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/201749/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Instability mechanism in thermoelectric Mg2(Si,Sn) and the role of Mg diffusion at room temperature
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Duparchy, Amandineamandine.duparchy (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Deshpande, Radhikaradhika.deshpande (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1965-3111NICHT SPEZIFIZIERT
Sankhla, Aryangerman aerospace center, institute of materials research, köln, germanyhttps://orcid.org/0000-0002-1527-6902NICHT SPEZIFIZIERT
Ghosh, sanyuktaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Camut, JuliaJulia.Camut (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3398-0095NICHT SPEZIFIZIERT
Park, SungjinEnergy Conversion Research Center, Electrical Materials Research Division, Korea Electrotechnology Research Institute (KERI), Changwon, KoreaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Park, SuDongEnergy Conversion Research Center, Electrical Materials Research Division, Korea Electrotechnology Research Institute (KERI), Changwon, KoreaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ryu, ByungkiEnergy Conversion Research Center, Electrical Materials Research Division, Korea Electrotechnology Research Institute (KERI), Changwon, KoreaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Müller, EckhardGerman Aerospace Center, Institute of Materials Research, Köln, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
de Boor, J.German Aerospace Center, Institute of Materials Research, Köln, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-1868-3167NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Mg2 Si,Sn promising thermoelectric material
Veranstaltungstitel:JNTE (Journées Internationales de ThermoElectricité)
Veranstaltungsort:Paris
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:22 November 2023
Veranstaltungsende:24 November 2023
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Wiederverwendbare Raumfahrtsysteme und Antriebstechnologie
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Thermoelektrische Materialien und Systeme
Hinterlegt von: Rossmeier, Matthias
Hinterlegt am:17 Jan 2024 10:18
Letzte Änderung:24 Apr 2024 21:02

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.