ANR NanoBiPelt : Nanometric Bismuth wire / nanoporous silica composites for Peltier cooling

_{ANR NACRI (Projet ANR : 2020-2024)}

Coordinateur du projet :

• Claire Levelut, L2C, Montpellier

Partenaires :

• L2C, Université de Montpellier
• ICGM Université de Montpellier
• Institut Neel Grenoble

ANR Collaborative Research Program (PRC) :

• Contrat ANR- 19-CE09-0019-01
• CE19 : Nanometric Bismuth wires / nanoporous silica composites for Peltier cooling

Objectif du projet :

Le but du projet NanoBiPelt est de développer un nouveau type de nanocomposites pour des dispositifs de refroidissement à effet Peltier plus efficaces que ceux qui existent actuellement.

La nanostructuration est une piste pour améliorer significativement l’efficacité des meilleurs matériaux thermoélectriques pour leur utilisation dans des dispositifs Peltier, comme prédit par des calculs il y a une vingtaine d’années pour des nanofils de Bi-Sb de très faibles diamètres.

Des nanofils Bi-Sb de diamètre 0.5-5 nm seront incorporés dans les pores de matériaux mésoporeux (zéolithes, silices ou alumines mésoporeuses) afin d’exacerber les propriétés électroniques du bismuth et de diminuer fortement sa conductivité thermique, ce qui permettra d’améliorer significativement le facteur de mérite ZT des alliages Bi-Sb qui sont déjà les meilleurs matériaux thermoélectriques dans la gamme 100-300 K sous leur forme massive.

Nous utilisons une méthode innovante et originale pour fabriquer des nano-composites sous haute pression et haute température afin d’obtenir des nanofils cristallins de Bi-Sb homogènes et de faibles diamètres. Leur structure et leurs propriétés physiques, en particulier les propriétés thermoélectriques seront étudiées en fonction de leur diamètre. Le but de ce projet est d’étudier les performances de tels nanocomposites afin de concevoir un dispositif de refroidissement efficace sans fluide cryogénique. Nous étudions le confinement des nanofils à l’aide de micro spectroscopies vibrationnelles IR et Raman.

Stage de BUT3 2024 : Etude du confinement quantique dans des nanofils d’alliages Bi1-xSbx pour applications thermoélectriques