LOS ÓXIDOS CERÁMICOS COMO MATERIALES TERMOELÉCTRICOS

Abstract

Actualmente existe un creciente interés en la investigación de materiales termoeléctricos, generado por las nuevas posibilidades de diseño, preparación y caracterización que ofrece hoy la ciencia de materiales y por la necesidad de encontrar materiales que permitan la fabricación de refrigeradores y generadores eléctricos de estado sólido eficientes y ambientalmente amigables. La eficiencia de un material termoeléctrico es una función de su figura de mérito (ZT= S2T/pK, donde S es el coeficiente Seebeck, p la resistividad eléctrica y Kla conductividad térmica). El objetivo central de las investigacio­nes en materiales termoeléctricos es desarrollar compuestos con altos valores de ZT. En este sentido, algunas investigaciones están enfocadas hacia la reducción de la conductividad térmica, mientras que otras lo están hacia el incremento del factor de potencia (PF = S2/ p). Los óxidos cerámicos se encuen­tran entre los materiales promisorios como termoelementos dada su estabilidad química y sus interesan­tes propiedades eléctricas y térmicas. Aquí se muestran los resultados de varios estudios los cuales están enfocados hacia la determinación de las propiedades termoeléctricas de los compuestos de YBa2Cu307_0 (YBCO ), La 2-x_xSrCuO 4+ 0(LSCO) y La_1-xSr ,.CoO 3 ( LSCoO ). Los mejores valores obtenidos para el factor de potencia (PF=l8µWIK2cm) y la figura de mérito (ZT=0,5) pueden compararse con los exhibidos por los materiales semiconductores, convencionalmente utilizados hoy en la elaboración de dispositivos termoeléctricos. Esto permite considerar estos óxidos como materiales termoeléctricos promisorios, los cuales podrían funcionar a temperatura ambiente y bajo ella, rango de temperatura en el cual los semiconductores convencionales presentan serias dificultades en su desempeño.

Nowadays, there is a renewed interest about thermoelectric materials research, it is driven by both the new possibilities of design and growth that current the materials science offers and by the need of finding materials that allow us to build efficient solid-state coolers and power generators. The performance of a thermoelectric material is a function of its figure of merit ( (ZT= S2T / pK, where S is the Seebeck coeffi cient, p the electrical resistivity and K the thermal conductivity). The goal of thermoelectric materials research is to find high-ZT compounds. In this sense, sorne ofthese research efforts are focused on minimizing lattice thermal conductivity, while other are focused on increasing the thermoelectric power factor (PF = S2/p). In this work, an overview oftlrermoelectric properties of YBa2Cu307_0 (YBCO), Lar,.Sr,.Cu04+0 (LSCO) and La,_xSr,.Co03 (LSCoO) is presented. The best values obtained for power factor (PF=J8µWIK2cm) and figure of merit (ZT=0,5) are comparable to those of conventional semiconductors, which are current used in thermoelectric devices. These results allow us consider these compounds as promissory thermoelectric materials, which could work at room temperature and below it.