Kobolttipohjaiset termosähköiset materiaalit

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Tiittanen, Taneli
dc.contributor.author Levo, Toni
dc.date.accessioned 2015-05-13T09:36:57Z
dc.date.available 2015-05-13T09:36:57Z
dc.date.issued 2015-05-12
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/16016
dc.description.abstract Tämän työn tavoitteena oli tutkia Freeport Cobalt Oy:n valmistamien kobolttiyhdisteiden soveltuvuutta kahden tunnetun termosähköisen oksidin, natriumkobolttioksidin NaxCoO2 ja misfit-rakenteisen kalsiumkobolttioksidin [CoCa2O3]0,62CoO2, valmistukseen. Kobolttilähtöaineet karakterisoitiin röntgendiffraktiomittausten ja Rietveld-hienonnuksen avulla. Lähtöaineiden happi- ja vesipitoisuudet määritettiin termogravimetrisesti. Kiinteän olomuodon synteesillä valmistettujen termosähköisten kobolttioksidien puhtaus, kidekoko, kationisuhteet, happipitoisuudet, Seebeck-kertoimet ja resistiivisyydet määritettiin. Työn kirjallisuusosassa perehdytään termosähköisyyden teoriaan, kaupallisiin ja uusiin termosähköisiin materiaaleihin, termosähköisten materiaalien valmistus- ja käsittelymenetelmiin sekä karakterisointiin. Myös termosähköisten kobolttioksidien mahdollisia sovelluskohteita ja markkinanäkymiä arvioidaan. Valmistettujen NaxCoO2- ja [CoCa2O3]0,62CoO2-faasien Seebeck-kerrointen havaittiin olevan kirjallisuusarvoja suurempia. Natriumkobolttioksidien Seebeck-kerrointen arvot ovat välillä 70–127 μV K-1 ja kalsiumkobolttioksidien välillä 132–278 μV K-1. Myös tuotteiden resistiivisyydet ovat huomattavasti kirjallisuusarvoja suurempia, minkä vuoksi materiaalien tehotekijät jäivät pieniksi. Natriumkobolttioksidien resistiivisyydet ovat välillä 100–1500 μΩm ja kalsiumkobolttioksidien välillä 700–10000 μΩm. Resistiivisyyteen vaikuttavat happipitoisuuden ja varauksenkuljettajien konsentraation lisäksi näytteen mikrorakenne. fi
dc.description.abstract The purpose of this work was to examine the use of cobalt compounds produced by Freeport Cobalt, in the synthesis of two well known thermoelectric oxides, sodium cobalt oxide NaxCoO2 and misfit-layered calcium cobalt oxide [CoCa2O3]0,62CoO2. The cobalt starting materials were characterised by X-ray powder diffraction and Rietveld-refinement. Water and oxygen contents of the starting materials were determined by thermogravimetry. Purity, crystal size, cation stoichiometry, oxygen content, Seebeck coefficient and resistivity of the thermoelectric cobalt oxides produced by solid state synthesis, were determined. In the literature section, the theory of thermoelectricity, commercial and novel thermoelectric materials, along with production, treatment, and characterisation methods of thermoelectric materials, are discussed. Potential applications and markets for thermoelectric cobalt oxides are reviewed. Seebeck coefficients of the produced NaxCoO2 and [CoCa2O3]0,62CoO2 phases were determined to be higher than literature values. Seebeck coefficients are between 70 and 127 μV K-1 for sodium cobalt oxides and between 132 and 278 μV K-1 for calcium cobalt oxides. Resistivities of the products are also much higher than reported earlier, which results in low power factors. Resistivity values are between 100 and 1500 μΩm for sodium cobalt oxides and between 700 and 10000 μΩm for calcium cobalt oxides. Resistivity is affected by oxygen content and carrier concentration, along with sample microstructure. en
dc.format.extent 85+10
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso fi en
dc.title Kobolttipohjaiset termosähköiset materiaalit fi
dc.title Cobalt-based thermoelectric materials en
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö en
dc.contributor.school Kemian tekniikan korkeakoulu fi
dc.subject.keyword koboltti fi
dc.subject.keyword natriumkobolttioksidi fi
dc.subject.keyword kalsiumkobolttioksidi fi
dc.subject.keyword termosähköisyys fi
dc.subject.keyword kobolttioksidi fi
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201505142669
dc.programme.major Kemia fi
dc.programme.mcode KE3001 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Karppinen, Maarit
dc.programme KEM - Kemian tekniikan koulutusohjelma fi
dc.location PK fi


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account