Notre groupe s’est concentré sur le développement de matériaux pour des applications liées à l’énergie, en mettant l’accent sur le stockage de l’énergie et l’électricité thermique. Nous avons utilisé des nanocristaux comme blocs de construction, ou précurseurs, pour construire les matériaux microscopiques. Et nous étudions la transformation des nanocristaux en solides entiers, dans le but d’améliorer les performances, et en comprenant et en contrôlant les propriétés dérivées des caractéristiques à l’échelle nanométrique.
En particulier, pour les matériaux thermiques, nous nous sommes concentrés sur le contrôle des défauts. Le développement de matériaux thermoélectriques par le biais de l’usinage en solution comporte de nombreux défis. Premièrement, atténuer l’oxydation due au rapport surface/volume élevé des nanoparticules.
Reproductibilité, en raison de la complexité du processus. Et troisièmement, traiter avec les espèces volatiles pour assurer la stabilité. Il est essentiel d’aborder et de comprendre ces défis pour améliorer l’efficacité des matériaux thermiques électriques pour des applications pratiques.
Nos recherches ont permis de mettre au point des matériaux thermoélectriques rentables traités par des solutions, en affinant les propriétés des nanoparticules et leur organisation. Nous découvrons la chimie impliquée dans l’ensemble du processus, de la synthèse des nanoparticules à la consolidation finale. Et actuellement, nous nous concentrons sur la façon dont les espèces de surface affectent la microstructure des matériaux, et donc leur performance.
Nous avons amélioré les performances thermoélectriques en utilisant des particules de surface conçues en solution, réduisant considérablement la conductivité thermique par un réglage microstructurel et l’introduction de défauts. Cette approche est également avantageuse, car elle utilise des précurseurs peu coûteux, des températures basses et l’eau comme solvant. Nous avons constaté que certaines molécules absorbent à la surface des particules et limitent la croissance des grains.
Maintenant, nous essayons de rationaliser comment différentes espèces de surface affectent la microstructure et donc les propriétés de transport, en fonction de leur composition, de leur instabilité chimique et de leur nature liante.
