Structural study and evaluation of thermoelectric properties of single-phase isocubanite (CuFe2S3) synthesized via an ultra-fast efficient microwave radiation technique

Autor: Volker Eyert, Rodolphe Macaigne, Antoine Maignan, Bhuvanesh Srinivasan, Oleg I. Lebedev, Tristan Barbier, David Berthebaud, Sylvain Marinel, Emmanuel Guilmeau, Raymond Frésard
Přispěvatelé: Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Sustainable Energy & Fuels
Sustainable Energy & Fuels, 2021, 5 (22), pp.5804-5813. ⟨10.1039/d1se01007g⟩
ISSN: 2398-4902
Popis: The current state-of-the-art thermoelectric materials are generally composed of expensive, scarce, and toxic elements. In this respect, copper-based sulfide compounds have emerged as viable alternatives. Herein, we report for the first time the successful synthesis of single-phase cubic isocubanite CuFe2S3 using mechanical-alloying combined with microwave-assisted synthesis. The isocubanite phase synthesized via this ultra-fast out-of-equilibrium process exhibits a maximum thermoelectric figure of merit, zTmax ~ 0.14 at 673 K. Besides the thermoelectric properties, insights about the structure of isocubanite, based on the refinement of X-ray diffraction data and first principles calculations, are also investigated in detail. It confirms that the Cu-Fe cations in synthetic isocubanite overwhelmingly occupy the 4d sites of the cubic structure in an inherently disordered fashion.
18 pages, 7 figures
Databáze: OpenAIRE