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Accès ouvert déclaré 2025 article

Oxidation Behavior and Integration into High Power Density Thermoelectric Generators of Commercial Half-Heusler Alloys

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Rattachement africain : fr, de. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Half-Heusler (HH) alloys are among the best high-temperature thermoelectric (TE) materials able to operate above 700 °C. Here, we report on a detailed experimental study of the oxidation behavior of commercial n - and p -type HH alloys, Hf 0.6 Zr 0.4 NiSn 0.98 Sb 0.02 and Hf 0.2 Zr 0.75 Ti 0.05 CoSb 0.8 Sn 0.2, respectively, and of their integration into high-power-density TE generators (TEGs). Oxidation behaviors were investigated from room temperature to 800 °C in air on consolidated small pieces and large pellets using thermogravimetric/differential scanning calorimetry (TG/DSC). Combined with scanning electron microscopy/energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEM/EDXS) and powder X-ray diffraction (PXRD), these experiments enabled the identification of the oxidation products and the determination of the oxidation pathway followed by each alloy. n -type HH initially slowly oxidizes upon heating to 350 °C before rapidly oxidizing above this temperature, giving rise to a significant mass loss in the form of gaseous Sb 4 O 6 . The inward diffusion of oxygen and outward diffusion of Sb led to the formation of an inner core separated from an outer layer by an empty space. In spite of the higher amount of Sb in the p -type alloy, its oxidation behavior differs, with no significant mass loss observed. In contrast, Sb reacts with Co to form oxides near the surface. A two-couple TEG was fabricated with leg height L = 2.0 mm. A maximum output power density p max of 7.5 W cm –2 was achieved under a temperature difference Δ T of 575 K. Of particular relevance, reducing L does not necessitate the insertion of mechanical buffers due to the excellent mechanical strength of these alloys. Using shortened legs allows for an increase in p max at lower Δ T, thereby reaching a temperature range over which these alloys could remain stable against oxidation if further passivation optimization could be realized.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Oxidation Behavior and Integration into High Power Density Thermoelectric Generators of Commercial Half-Heusler Alloys
Date Crossref
02/07/2025
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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