Disputas: Matthias Schrade

Diplom-Physiker Matthias Schrade ved Fysisk institutt vil forsvare sin avhandling for graden ph.d: "On the Oxygen Nonstoichiometry in Thermoelectric Oxides"

 

Matthias Schrade

Tid og sted for prøveforelesning

Se prøveforelesning

Bedømmelseskomité

Leder av disputas

Professor Clas Persson, Universitetet i Oslo

Veileder

Sammendrag

Defekter i termoelektriske oksider kan brukes for å forstå transportprosessene som foregår i disse materialene. Avhandlingen «On the oxygen nonstoichiometry in thermoelectric oxides» ble utført ved Senter for Materialvitenskap og Nanoteknologi ved Universitetet i Oslo.

I en bil brukes bare 25 % av energien til bevegelse, mens resten tapes som spillvarme. Termoelektriske materialer kan gjøre om deler av spillvarmen til elektrisitet og dermed øke effektiviteten til mange prosesser i industrien og transportsektoren. I de siste årene har oksider blitt undersøkt som termoelektriske materialer med hensyn til miljøpåvirkning, pris og stabilitet ved høye temperaturer, men de underliggende mekanismene som gjør disse materialene nyttige er fortsatt ikke godt kjent. I den foreliggende avhandlingen har kandidaten undersøkt høytemperaturegenskaper til to av de mest kjente termoelektriske oksidene. I disse oksidene kan man kontrollere oksygeninnholdet slik at konsentrasjonen av elektriske ladninger varierer. Dermed er det mulig å studere de elektriske egenskapene på en kontrollert måte. Kandidaten har brukt disse målingene for å diskutere forskjellige modeller for ladningstransporten.

-- -- --

Enormous amounts of energy used in cars and industrial processes are lost as waste heat. Thermoelectric materials can convert a fraction of this waste heat into usable electric energy, thereby increasing the energetic efficiency of the process.  However, established thermoelectric materials are based on poisonous elements like lead, antimony, and tellurium and become unstable at elevated temperatures and atmospheric conditions.

To allow thermoelectric waste heat recovery at high temperatures and in scalable amounts, different oxide materials, based on abundant and environmentally benign elements, have been studied intensively during the last years.

During the work on his thesis, Matthias Schrade investigated two of the most prominent thermoelectric oxides in detail. At their projected high application temperatures, these materials are known to form a significant amount of oxygen defects, which will influence the electrical properties, but no systematic study has yet been performed.

By precisely controlling the oxygen content of the atmosphere within the measurement chamber, it is possible to adjust and change the concentration of oxygen defects inside the sample. In the thesis, this concept is used to elucidate fundamental properties like the charge carrier concentration and mobility of the studied materials. It further allows to critically re-assess different models to describe the charge transport in these materials discussed in the literature.

Understanding the thermoelectric properties of these materials better may help in the search for new, more efficient (oxide) materials for thermoelectric waste heat harvesting.

 

 

 

For mer informasjon

Kontakt ekspedisjonskontoret:

e-post: ekspedisjon@fys.uio.no

Telefon: 22 85 64 28

Publisert 5. juni 2014 10:19