Nieder-Temperatur-Synthese von thermoelektrischen Materialien durch thermische Zersetzung von maßgeschneiderten Prekursoren in Ionischen Flüssigkeiten

• Antragsteller: Dr. Heiko Reith, seit 12/2020; Professor Dr. Stephan Schulz
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 253338307

Die Entwicklung neuer Synthesewege für thermoelektrische V2VI3 (Sb2Se3, Sb2Te3, Bi2Se3, Bi2Te3 und ternäre Materialien) und IV-VI Materialien (SnSe, SnTe, PbTe) mit verbesserten thermoelektrischen Eigenschaften - inkl. elektronisch-dotierten Materialien - durch thermische Zersetzung maßgeschneiderter metallorganischer Single-Spource Prekursoren oder durch Reaktion hochreaktiver Dual-Source Prekursoren (inkl. reaktiver metallhaltiger ILs) in ILs steht im Mittelpunkt des Projektes. Die Prekursoren, die hinsichtlich ihrer physikochemischen Eigenschaften (Viskosität, Löslichkeit in ILs) den Erfordernissen angepasst werden, erlauben die Synthese bei tiefen Temperaturen und garantieren die Herstellung hochstöchiometrischer Materialien, während die ILs die resultierende Nano- und Mesostruktur kontrollieren. Zur Identifizierung der besten ILs, die die höchste Löslichkeit für die Prekursoren und gleichzeitig die schwächsten Bindungen zu den Nanopartikeloberflächen aufweisen, werden quantenchemische Rechnungen von der Arbeitsgruppe Kirchner (Univ. Bonn) durchgeführt. Die Vorteile der Synthesemethode zeigen sich dann in den Transporteigenschaften der kompaktierten Pulver. Daher ist die Bestimmung der wichtigsten thermoelektrischen Eigenschaften - Seebeck-Koeffizient, Powerfaktor sowie thermische und elektrische Leitfähigkeit - essentiell für die Identifizierung der besten Prekursoren, IL und Synthesebedingungen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1708: Materialsynthese nahe Raumtemperatur
• Kooperationspartnerin: Professorin Dr. Barbara Kirchner
• Ehemalige Antragstellerin: Professorin Dr. Gabi Schierning, bis 12/2020