Este projeto centra-se na investigação de novos materiais termoelétricos e no estudo das suas propriedades, e corresponde à área de Materiais Sustentáveis e Inteligentes da RIS3, uma vez que as potenciais aplicações destes materiais estão no campo da recuperação de energia térmica e conversão em energia elétrica. Graças aos efeitos termoelétricos, é possível transformar uma diferença de temperatura (T) numa diferença de potencial elétrico (T) através do efeito Seebeck, ou uma diferença de potencial elétrico numa diferença de temperatura através do efeito Peltier. Qualquer fonte de calor perdida é, portanto, potencialmente uma fonte de energia elétrica limpa. Os efeitos termoelétricos foram descobertos no final do século XIX e as aplicações estão atualmente limitadas a setores de nicho, como as aplicações espaciais, devido a rendimentos relativamente baixos (~5 % do rendimento de Carnot). A eficiência dos módulos termoelétricos depende da realização deste módulo (qualidade dos contactos elétricos e dos contactos térmicos em particular), e fortemente das propriedades intrínsecas dos materiais que o compõem. Para melhorar a eficiência, é essencial descobrir novas famílias de materiais termoelétricos.Um bom material termoelétrico caracteriza-se por baixa resistividade elétrica, baixa condutividade térmica e alto coeficiente de Seebeck (S), a fim de maximizar o fator de mérito ZT = S2T/para atingir um valor próximo de 1. Historicamente, os melhores materiais termoelétricos são semicondutores de baixa folga, como Bi2Te3, PbTe, SiGe, com ZTs próximos a 1 para T ~ 300K ou T muito alto (~ 1000 ° C para SiGe). Estes materiais são eficazes, mas apresentam problemas com toxicidade, ou estabilidade térmica sob o ar. Além disso, a tez é um elemento muito raro, que não pode ser utilizado para aplicações em grande escala. A investigação para novos materiais termoeléctricos tem crescido muito desde a década de 1990, após a publicação de vários artigos que prevêem fortes aumentos em S em materiais nanoestruturados, ou fraco em estruturas cristalográficas complexas. Também foi sugerido que a presença de fortes correlações eletrônicas poderia aumentar S através de uma modificação da estrutura da banda. Em 1997, I. Terasaki mostrou que era de facto possível obter valores de S muito elevados, próximos dos de um semicondutor, num óxido metálico NaxCoO2 com fortes correlações electrónicas. Uma vez que os óxidos eram relativamente resistentes, eles nunca tinham sido considerados para a termoeletricidade até então. Os óxidos consistem em elementos abundantes, não tóxicos e podem ser muito estáveis a alta temperatura e sob o ar, o que promove o uso desses materiais para aplicações de recuperação de energia a temperaturas muito altas. Este artigo fundador foi citado 1600 vezes desde 1997, e abriu verdadeiramente uma nova e extremamente promissora via de investigação sobre óxidos termoelétricos a nível internacional. As colaborações entre o laboratório CRISMAT e I. Terasaki realizaram-se até agora através de intercâmbios de médicos e estudantes de doutoramento. O objetivo desta Cátedra é agora reforçar colaborações anteriores, beneficiando de uma presença a longo prazo de I. Terasaki no laboratório. Ichiro Terasaki é um especialista em propriedades magneto-transporte em óxidos, à procura de propriedades originais derivadas do efeito Seebeck (como fotoSeebeck'). Em colaboração com os físicos e químicos do CRISMAT, ele será capaz de desenvolver novas linhas de investigação dentro do laboratório, a fim de compreender melhor a física destes materiais termoelétricos, e, assim, determinar os parâmetros relevantes para a sua otimização.
