Nuevos óxidos termoeléctricos nanoestructurados: búsqueda de materiales con alta eficiencia

La Unión Europea contempla una serie de objetivos en materia de clima y energía durante el periodo 2021-2030 para la lucha contra el cambio climático. Los materiales termoeléctricos se plantean como una buena alternativa para el aprovechamiento de la energía térmica residual en diferentes situaciones, ya que con su uso se contribuye a la reducción de emisiones de CO2 a la atmosfera. El objetivo principal de esta tesis es mejorar la eficiencia de dos ´óxidos semiconductores termoeléctricos, uno tipo p y otro tipo n. Estos ´óxidos presentan numerosas ventajas, entre las que destacan su alta estabilidad tanto química como térmica en aire y su baja toxicidad, por lo que son respetuosos con el medio ambiente. Para mejorar la eficiencia de estos materiales termoeléctricos, la cual viene definida a través de la figura de mérito adimensional ZT, se han empleado diferentes estrategias: a través de la nanoestructura con la introducción de nanopartículas para aumentar el scattering de fonones y se han utilizado diferentes métodos de síntesis convencionales junto con los denominados de "química rápida". Estos últimos métodos presentan numerosas ventajas con respecto a los tradicionales, entre los que destacan los tiempos de síntesis más cortos, su reproducibilidad alta y compromiso con el medio ambiente. Para el nanocomposite La0.95Sr0.05CoO3/Ag se obtuvo una mejora en el valor de la figura de mérito del orden del 300 % comparado con muestras de idéntica composición sin Ag, demostrándose que la adición de nanopartículas es una opción viable para aumentar la eficiencia de estos materiales. El semiconductor tipo n Ca0.9Yb0.1MnO3 se preparó mediante los métodos de síntesis convencional y los denominados de "química rápida", observando una influencia clara del método de síntesis empleado en las propiedades termoeléctricas del sistema. Aunque los valores obtenidos están lejos para poder considerarlos eficientes para aplicaciones termoeléctricas, a la vista de los resultados obtenidos podrían ser considerados como candidatos para aplicaciones a temperaturas altas. Por último, se obtuvo mediante síntesis hidrotermal el sistema Ba1?xYbxMnO3, confirmándose mediante difracción de rayos X y la caracterización magnética como este método de síntesis es efectivo para la adición de Yb en la matriz de la manganita de Bario