Improvement of thermoelectric properties of Bi₂Sr₂Co_1.8O_x through solution synthetic methods

• Main Authors: Diez, J. C., Constantinescu, G., Madre, M. A., Serrano, I., Rasekh, Sh., Sotelo, A., Torres, M. A.
• Format: Article
• Language: English
• Published: Elsevier 2012-02-01
• Series: Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio
• Subjects: Processing; Electrical properties; Microstructure; Thermopower; Cobaltites; Procesamiento; Propiedades eléctricas; Microestructura; Poder termoeléctrico; Cobaltitas
• Online Access: http://ceramicayvidrio.revistas.csic.es/index.php/ceramicayvidrio/article/view/1098/1133

Several solution synthetic methods, sol-gel and a polymeric route, have been studied in order to obtain Bi₂Sr₂Co_1.8O_x ceramics with improved thermoelectric properties, compared to the classical solid state reaction. The products obtained by these different methods have been compared using DTA-TGA, powder X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and thermoelectric characterizations. All the samples obtained by solution synthesis show higher homogeneity and lower content of secondary phases. The main differences in thermoelectrical properties are due to the decrease of electrical resistivity in samples obtained by solution methods, compared with the solid state obtained samples. Between them, the decrease is especially high for those samples prepared by the polymer solution method. Therefore, the polymeric solution synthesis route is shown to yield a power factor four times higher than the obtained for the solid state and sol-gel methods at room temperature.<br><br>Se han obtenido cerámicas termoeléctricas Bi₂Sr₂Co_1.8O_x utilizando varios métodos de síntesis, el clásico por estado sólido, sol-gel y de matriz polimérica. Se han comparado los productos obtenidos por las diferentes vías a través de técnicas de DTA-TGA, difracción de rayos X en polvo, microscopía electrónica de barrido y de caracterización termoeléctrica. Todas las muestras obtenidas por los métodos en disolución poseen una mayor homogeneidad y menor contenido de fases secundarias. La principal diferencia en las propiedades termoeléctricas es debida a la disminución de la resistividad eléctrica en las muestras obtenidas por medio de métodos en disolución, comparado con las que se obtienen por estado sólido. Entre ellas, la reducción de la resistividad es mucho mayor para las que se obtienen por el método de matriz polimérica. Además, los materiales obtenidos por este último método poseen un factor de potencia, a temperatura ambiente, cuatro veces mayor que el obtenido en las sintetizadas por los otros dos métodos estudiados.