Optimization of peltier elements in terms of mechanical behaviours and developing new peltier materials

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2014

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: ÇAĞDAŞ BADAY

Eş Danışman: MEHMET ZOR, ERDAL ÇELİK

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmanın amacı, yüksek sıcaklıklarda çalışabilen, yeni ve umut vaat eden malzemeler kullanarak yüksek sıcaklıktaki atık ısıdan termoelektrik enerji dönüşümü ile elektrik enerjisi üretebilmek için Peltier modül veya eleman olarak adlandırılan termoelektrik modüllerin üretilmesidir. Çünkü günümüzde ticari olarak kullanılan peltier modüller düşük sıcaklıklarda çalışabilmekte ve verimlilikleri modülün yüzeyleri arasındaki sıcaklık farkıyla doğru orantılı olarak artmaktadır. Peltier modüller p ve n tipi yarı iletken çiftlerinden oluşur. Bu çalışmada, p tipi yarı iletken olarak kalsiyum kobalt oksit seçilirken n tipi yarı iletken olarak çinko oksit seçilmiştir. Katkısız ve alüminyum katkılı çinko oksit ile katkısız ve gümüş katkılı kalsiyum kobalt oksit tozları sol jel yöntemi ile başarılı bir şekilde sentezlenmiştir. Elde edilen tozların karakterizasyonu, X-ışını difraktometresi (XRD), X-Işını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), Diferansiyel Termal Analizi (DTA-TG) ve Taramalı electron mikroskobu (SEM) ile yapılmıştır. Ayrıca, elde edilen tozların partikül boyut dağılımına partikül boyut analiz cihazı kullanılarak bakılmıştır. Bir çift, 25 milimetre kesit alanına ve 3 milimetre yüksekliğe sahip p tipi yüzde 0,03 gümüş katkılı kalsiyum kobalt oksit ve n tipi yüzde 0,02 alüminyum katkılı çinko oksit bulk malzemelerden oluşan 1 ve 2 ayaklı termoelektrik modül oluşturulmuştur. Son olarak, ısıl gerilmeler ve yarıiletkenlerin uzunluğu ve yüksekliğine bağlı olarak oluşan ısıl gerilmelerin değişimi ANSYS 15,0 yazılımı ile sonlu elemanlar analiz modeli kullanılarak hesaplanmıştır. Analiz sonuçlarına göre, TE modül mekanik davranış açısından optimize edilmiştir.